JP3393379B2 - Amino acid adsorbent and method for recovering amino acid - Google Patents

Amino acid adsorbent and method for recovering amino acid

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JP3393379B2 JP2000081015A JP2000081015A JP3393379B2 JP 3393379 B2 JP3393379 B2 JP 3393379B2 JP 2000081015 A JP2000081015 A JP 2000081015A JP 2000081015 A JP2000081015 A JP 2000081015A JP 3393379 B2 JP3393379 B2 JP 3393379B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アミノ酸吸着材お
よびアミノ酸の回収方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an amino acid adsorbent and a method for recovering amino acids.

【0002】[0002]

【従来の技術】アミノ酸を得る方法には、(1)アミノ
酸混合物からの抽出分離法、(2)化学合成法、(3)
発酵法などがある。上記(1)の抽出分離法は、大豆グ
ルテンのような安価なタンパク質を塩酸で加水分解して
得られる複数のアミノ酸混合物に対して、酸性イオン交
換樹脂、塩基性イオン交換樹脂を適宜組み合わせた分離
操作を繰り返して行い、特定のアミノ酸を分別するか、
またはアミノ酸の溶解度差を利用して分別結晶化させる
方法である。この分離法は、手間がかかり、他のアミノ
酸の混入しない純粋なものをつくるのは、かなり困難で
あるため、現在では行われていない。
2. Description of the Related Art Methods for obtaining amino acids include (1) extraction and separation from amino acid mixtures, (2) chemical synthesis, (3)
There is a fermentation method. The extraction and separation method of (1) above is a separation in which an acidic ion exchange resin and a basic ion exchange resin are appropriately combined with a plurality of amino acid mixtures obtained by hydrolyzing an inexpensive protein such as soybean gluten with hydrochloric acid. Repeat the operation to sort out specific amino acids,
Alternatively, it is a method of fractional crystallization by utilizing the difference in the solubility of amino acids. This separation method is not performed at present because it is laborious and it is quite difficult to make a pure product free from other amino acids.

【0003】上記(2)の合成法によれば、ラセミ体が
生成するために、光学分割法によりL体とD体を分割しな
ければならないが、分割しても、L体またはD体の純度に
問題が残る。従って、この合成法では、グリシンやメチ
オニンなどの限られたアミノ酸のみが製造されているに
過ぎないのが現状である。
According to the synthesis method of (2) above, the L-form and the D-form must be separated by the optical resolution method in order to form a racemic body. The problem of purity remains. Therefore, in this synthetic method, only limited amino acids such as glycine and methionine are produced at present.

【0004】上記(3)の発酵法は、現在の主流であ
り、培地に微生物を培養して、菌体外(培養液中)にア
ミノ酸を蓄積させ、培養液から分離精製するものであ
る。この分離精製は、イオン交換樹脂による分離や濃縮
晶析などにより比較的容易に行える利点がある。発酵法
では、最後の段階で、培養液からアミノ酸を取り出す際
に、特定のアミノ酸を選択的に吸着することのできる材
料を用いることが重要であり、そのような材料として種
々のものが提案されている。発酵法による世界のアミノ
酸生産額は、年間1,000億円以上である。生産量は、L−
グルタミン酸ナトリウム(年間19万トン)、メチオニン
(年間4万トン)、リジン(年間3万トン)の順である。
リジンはメチオニンに次いで栄養用途での需要が多く、
グルタミン酸に次いで大規模なスケールで企業化されて
いる。リジンは、飼料用タンパク質資源としても重要性
が高まり、必須アミノ酸として、最も将来の発展が期待
されているアミノ酸である。しかし、多量に生産できる
反面、発酵プロセスが複雑であるため、簡便な分離、単
離技術の開発が望まれている。
The above-mentioned fermentation method (3) is the current mainstream method, in which a microorganism is cultivated in a medium to accumulate amino acids outside the cells (in the culture broth) and then separated and purified from the culture broth. This separation and purification has an advantage that it can be relatively easily carried out by separation with an ion exchange resin or concentrated crystallization. In the fermentation method, it is important to use a material capable of selectively adsorbing a specific amino acid when extracting the amino acid from the culture solution at the final stage, and various materials have been proposed as such a material. ing. The annual production value of amino acids in the world by fermentation is over 100 billion yen. The production volume is L-
Sodium glutamate (190,000 tons per year), methionine (40,000 tons per year), lysine (30,000 tons per year) are listed in that order.
Lysine is in demand for nutrition next to methionine,
It is commercialized on a large scale next to glutamic acid. Lysine has become more important as a protein resource for feed, and is an amino acid that is expected to develop most in the future as an essential amino acid. However, in spite of the fact that it can be produced in large quantities, the fermentation process is complicated, so development of simple separation and isolation techniques is desired.

【0005】上記したように、アミノ酸混合物からの抽
出分離法は現在では行われなくなっている。しかしなが
ら、もし、特定のアミノ酸を抽出する方法で、経済的で
かつ効果的な方法が見出されれば、莫大な天然タンパク
質資源を有効に利用または再利用できる方法として、こ
の抽出分離法も、発酵法と共に有意義な方法となること
が期待される。すなわち、アミノ酸混合物から選択的に
特定のアミノ酸を効率的に吸着できる材料が開発されれ
ば、かかる材料は、特定のアミノ酸を分離し、回収する
のに使用できるので、食品製造プロセス、化学プロセス
や各種工業プロセスなどにおいて、アミノ酸吸着材とし
ての利用が期待できる。
As described above, the method for extraction and separation from the amino acid mixture is not practiced at present. However, if an economical and effective method for extracting a specific amino acid is found, this extraction / separation method is also a fermentation method as a method for effectively utilizing or reusing a huge natural protein resource. It is expected that it will become a meaningful method with. That is, if a material that can selectively and efficiently adsorb a specific amino acid from an amino acid mixture is developed, such a material can be used for separating and recovering the specific amino acid, so that it can be used in food manufacturing processes, chemical processes, and It can be expected to be used as an amino acid adsorbent in various industrial processes.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、アミ
ノ酸混合物から特定のアミノ酸を効率的かつ経済的な方
法で分離し、回収する技術の開発が望まれている。アミ
ノ酸混合物に化学反応を加えずに特定のアミノ酸を分離
し、回収するには、各種アミノ酸との親和力に違いのあ
る材料を捜し求め、特定のアミノ酸のみを吸着できる材
料を開発することが、一つの方法である。そのため、ク
ロマトグラフィーの原理で、各種のアミノ酸を含むアミ
ノ酸混合水溶液(以下、アミノ酸含有水溶液とも称
す。)から特定のアミノ酸を吸着できるようなアミノ酸
吸着材の開発が行われているが、満足すべき材料はいま
だ見出されていない。
As described above, it is desired to develop a technique for separating and recovering a specific amino acid from an amino acid mixture by an efficient and economical method. In order to separate and recover a specific amino acid without adding a chemical reaction to an amino acid mixture, it is necessary to search for a material that has a different affinity for various amino acids and develop a material that can adsorb only the specific amino acid. Is the way. Therefore, an amino acid adsorbent capable of adsorbing a specific amino acid from an amino acid mixed aqueous solution containing various amino acids (hereinafter also referred to as an amino acid-containing aqueous solution) has been developed based on the principle of chromatography. No material has yet been found.

【0007】また、アミノ酸吸着材をカラムに詰め、こ
れにアミノ酸含有水溶液を流すか、またはアミノ酸吸着
材をアミノ酸含有水溶液と接触するかして、この材料に
特定のアミノ酸を吸着せしめ、その後、吸着した特定の
アミノ酸を適当な方法で回収できる方法が見出されれ
ば、アミノ酸を製造したり、分離、回収する上での経済
的かつ能率的な技術となり得るものと期待されるが、満
足すべき回収方法はいまだ見出されていない。本発明
は、アミノ酸含有水溶液から特定のアミノ酸を吸着する
ための吸着材、およびその吸着材を用いる特定アミノ酸
の回収方法を提供することを課題とする。
Further, the amino acid adsorbent is packed in a column, and an amino acid-containing aqueous solution is made to flow through the column, or the amino acid adsorbent is brought into contact with the amino acid-containing aqueous solution to adsorb a specific amino acid, and then the adsorbent is adsorbed. If a method can be found that can recover the specified amino acid by an appropriate method, it is expected to be an economical and efficient technique for producing, separating, and recovering the amino acid. No method has yet been found. An object of the present invention is to provide an adsorbent for adsorbing a specific amino acid from an amino acid-containing aqueous solution, and a method for recovering a specific amino acid using the adsorbent.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、天然タン
パク質、または合成ポリアミノ酸をカラムに詰め、これ
にアミノ酸含有水溶液を流したときにこれらの材料に吸
着する特定のアミノ酸に関し、多数の基礎研究を鋭意進
めてきた。その結果、カイコが作った繭糸、絹糸などの
絹タンパク質もしくは羊毛ケラチンなどの動物タンパク
質からなる天然タンパク質、またはアミノ酸を重縮合さ
せて得られるホモポリマーもしくはコポリマーからなる
合成ポリアミノ酸が、特定のアミノ酸を効率的にかつ特
異的に吸着することを見出し、本発明を完成するに至っ
た。また、粉末状、ビーズ状、膜状、繊維状などの種々
の形態の絹タンパク質もしくは動物ケラチンなどの天然
タンパク質、または合成ポリアミノ酸からなる高分子材
料をカラムに詰め、これにアミノ酸含有水溶液を流し、
これらの材料とアミノ酸含有水溶液とを接触させると、
特定のアミノ酸がこれらの材料に特異的かつ効率的に吸
着することから、担体の表面をこれら材料で被覆すれ
ば、材料自体の場合と同じような吸着効果が得られるこ
とも見出した。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have proposed a number of specific amino acids that are adsorbed to these materials when a natural protein or a synthetic polyamino acid is packed in a column and an amino acid-containing aqueous solution is passed through the column. He has been diligently pursuing basic research. As a result, cocoon threads made by silkworms, natural proteins consisting of silk proteins such as silk threads or animal proteins such as wool keratin, or synthetic polyamino acids consisting of homopolymers or copolymers obtained by polycondensation of amino acids, have specific amino acids. The inventors have found that they are efficiently and specifically adsorbed, and have completed the present invention. Further, a silk protein in a variety of forms such as powder, beads, a film, a fiber, or a natural protein such as animal keratin, or a polymeric material composed of a synthetic polyamino acid is packed in a column, and an amino acid-containing aqueous solution is poured into the column. ,
When these materials are brought into contact with an amino acid-containing aqueous solution,
Since specific amino acids are specifically and efficiently adsorbed to these materials, it was also found that coating the surface of the carrier with these materials provides the same adsorption effect as that of the materials themselves.

【0009】本発明のアミノ酸吸着材は、絹タンパク質
または該絹タンパク質で表面が被覆された担体微細粒子
からなり、複数のアミノ酸を含有する水溶液中に存在す
る主としてリジン、アルギニンおよびヒスチジンからな
る塩基性アミノ酸や、主としてアスパラギン酸およびグ
ルタミン酸からなる酸性アミノ酸を選択的に吸着するも
のである。この絹タンパク質は、粉末状、ビーズ状、膜
状、繊維状、または液体状である。上記絹タンパク質
は、絹タンパク質を水溶性樹脂の濃厚水溶液(濃度:例
えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム(以下、C
MCと略記する)の場合、10〜30重量%)と混ぜてから、
乾燥して固形状とし(所望により、凍結固化して固形状
にしてもよい)、次いで、このタンパク質を含む固形化
樹脂を粉砕して調製した粉末または微細化繊維であって
もよい。該絹タンパク質の形態は、粉末状、ビーズ状、
膜状、繊維状のいずれであってもよい。
The amino acid adsorbent of the present invention comprises silk protein or carrier fine particles whose surface is coated with the silk protein , and is present in an aqueous solution containing a plurality of amino acids.
Mainly composed of lysine, arginine and histidine
Basic amino acids, mainly aspartic acid and
It selectively adsorbs acidic amino acids composed of lutamic acid . This silk protein is in the form of powder, beads, film, fiber, or liquid. The silk protein is a concentrated aqueous solution of a water-soluble resin (concentration: for example, sodium carboxymethyl cellulose (hereinafter, C
(Abbreviated as MC), mix with 10-30% by weight),
It may be a powder or micronized fiber prepared by drying to a solid state (which may be freeze-solidified to a solid state if desired) and then pulverizing a solidified resin containing the protein. The silk protein may be in the form of powder, beads,
It may be in the form of a film or fiber.

【0010】上記絹タンパク質は、絹フィブロイン繊維
を中性塩水溶液に浸漬して加熱溶解して調製した絹フィ
ブロイン水溶液を純水により透析して得られた絹フィブ
ロイン水溶液に酸を加え、pH=3〜3.5にしてゲル化させ
た後、凍結乾燥させ、粉末状にした絹タンパク質、また
は絹糸腺内の液体状の絹タンパク質であってもよい
The silk protein is a silk fibroin fiber.
Silk fibers prepared by immersing and heating and dissolving
Silk fibs obtained by dialysis of aqueous broin solution against pure water
Acid is added to the aqueous solution of loin to adjust the pH to 3 to 3.5 to cause gelation.
Lyophilized and powdered silk protein,
May be a liquid silk protein within the silk gland .

【0011】本発明の特定アミノ酸の回収方法は、アミ
ノ酸吸着材に対して複数のアミノ酸を含有する水溶液を
接触させ、該アミノ酸含有水溶液中に存在する主として
リジン、アルギニンおよびヒスチジンからなる塩基性ア
ミノ酸や、主としてアスパラギン酸およびグルタミン酸
からなる酸性アミノ酸を該吸着材に選択的に吸着せし
め、次いで、該吸着材を水洗した後、酸性水溶液を用い
て主としてリジン、アルギニンおよびヒスチジンからな
る塩基性アミノ酸を該吸着材から脱離させて回収し、ま
た、アルカリ性水溶液を用いて主としてアスパラギン酸
およびグルタミン酸からなる酸性アミノ酸を該吸着材か
ら脱離させて回収することを特徴とする。
The method for recovering a specific amino acid of the present invention is
An aqueous solution containing multiple amino acids is added to the non-acid adsorbent.
Mainly present in the amino acid-containing aqueous solution by contacting
Basic acid consisting of lysine, arginine and histidine
Mino acids and mainly aspartic acid and glutamic acid
Selectively adsorb the acidic amino acid consisting of
Then, after washing the adsorbent with water, use an acidic aqueous solution
Consists mainly of lysine, arginine and histidine
Basic amino acid is desorbed from the adsorbent and recovered.
Also, aspartic acid was mainly prepared using an alkaline aqueous solution.
And the acidic amino acid consisting of glutamic acid
It is characterized in that it is desorbed and collected.

【0012】ここで、酸性水溶液の酸性とは、好ましく
はpH≒1.0〜4.0、より好ましくはpH≒1.0〜3.5であり、
アルカリ性水溶液のアルカリ性とは、好ましくはpH≒7.
5〜13.0、より好ましくはpH≒8.0〜11.0である。酸性の
場合、pHが1.0未満でありかつ4.0を超えると、吸着材を
損傷させることなく塩基性アミノ酸を脱離させるという
所期の目的を達成することが困難であり、アルカリ性の
場合、pHが7.5未満でありかつ13.0を超えると、吸着材
を損傷させることなく酸性アミノ酸を脱離させるという
所期の目的を達成することが困難である。
Here, the acidity of the acidic aqueous solution is preferably pH≈1.0 to 4.0, more preferably pH≈1.0 to 3.5,
The alkalinity of an alkaline aqueous solution is preferably pH≈7.
It is 5 to 13.0, and more preferably pH≈8.0 to 11.0. In the case of acidic, if the pH is less than 1.0 and exceeds 4.0, it is difficult to achieve the intended purpose of desorbing the basic amino acid without damaging the adsorbent. If it is less than 7.5 and more than 13.0, it is difficult to achieve the intended purpose of desorbing the acidic amino acid without damaging the adsorbent.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明のアミノ酸吸着材を
構成する絹タンパク質と共に、動物ケラチンおよび合成
ポリアミノ酸についても説明する。本発明における
ンパク質には、例えば、家蚕、クワコ由来の絹タンパク
質繊維、テンサン、サクサン、エリサン、シンジュサン
など野蚕由来の絹タンパク質繊維、絹繊維製品、または
その繊維集合体が含まれる。また、動物ケラチンには、
例えば、羊毛に代表される動物繊維のケラチン繊維、ケ
ラチン繊維製品、またはその繊維集合体が含まれ、さら
にまた、蜘蛛の糸、コラーゲン、ゼラチンも含まれ得
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The amino acid adsorbent of the present invention is described below.
Animal keratin and synthesis, along with constituent silk proteins
Polyamino acids are also described. Silk data <br/> protein in the present invention are, for example, silkworm, silk protein fibers from Kuwako, Antheraea yamamai, acetic, Samia cynthia ricini, silk protein fibers from wild silkworm such Samia Cynthia, silk textiles or fiber assembly, Ru is included. Also, the animal keratin,
For example, keratin fibers of animal fibers typified by wool, keratin fiber products, or fiber aggregates thereof may be included, and further spider thread, collagen, gelatin may also be included.

【0014】カイコが作った絹タンパク質繊維の代わり
に、カイコを解剖し、体内から取り出した絹糸腺内の液
体状の絹タンパク質を用いることもできる。年間を通じ
て随時、多量に試料が得られる点において、カイコが吐
糸した繊維状試料を用いる方が、蚕体内の液体状絹タン
パク質試料を用いるよりは効率的である。また、上記天
然タンパク質の代わりに、アミノ酸を重縮合させた合成
ポリアミノ酸も同様に用いることができる。さらに、
機物もしくは無機物からなる微細粒子の表面に上記のタ
ンパク質または合成ポリアミノ酸を被覆した材料も、同
様にアミノ酸吸着材として用いることができる。
Instead of the silk protein fiber made by silkworm, liquid silk protein in the silk gland obtained by dissecting the silkworm and taking it out from the body can be used. Using a fibrous sample spun by silkworms is more efficient than using a liquid silk protein sample in the silkworm body in that a large amount of sample can be obtained at any time throughout the year. Further, instead of the above Kiten <br/> natural protein, can be used amino acids as well synthetic polyamino acids by polycondensation. Further, a material obtained by coating the surface of the above-mentioned protein or synthetic polyamino acid on the surface of fine particles made of an organic substance or an inorganic substance can also be used as an amino acid adsorbent.

【0015】天然タンパク質は多様なアミノ酸が重縮合
して構成されている。分子側鎖が、L−リジン、L−アル
ギニンなどのように正に荷電する基と、L−アスパラギ
ン酸、L−グルタミン酸などのように負に荷電する基と
を併せ持つため、両性電解質と呼ばれる。また、上記
成ポリアミノ酸は、以下述べるように、グリシン、アラ
ニン、バリン、フェニルアラニン、グルタミン酸エステ
ル、アスパラギン酸エステル、ロイシン、もしくはイソ
ロイシンなどのアミノ酸のN−カルボキシ無水物(NCA)、
または分子側鎖をベンジル基などで封鎖したグルタミン
酸エステルまたはアスパラギン酸エステルのアミノ酸NC
Aを有機溶媒中で重合させることで製造できる。これら
の合成ポリアミノ酸は、ポリマーになっても分子側鎖は
電荷を持たないため、非電解質である。なお、上記合成
ポリアミノ酸において、そのアミノ酸原料は、グリシン
以外のアミノ酸は全てL−体であるので、以下、各アミ
ノ酸についてL−体として表示しないこともある。
Natural proteins are composed by polycondensation of various amino acids. The molecular side chain has both a positively charged group such as L-lysine and L-arginine, and a negatively charged group such as L-aspartic acid and L-glutamic acid, and is therefore called an ampholyte. Further, the case <br/> formed polyamino acid, as described below, glycine, alanine, valine, phenylalanine, glutamate, aspartate, leucine, or N- carboxy anhydrides of amino acids such as isoleucine (NCA),
Or amino acid NC of glutamic acid ester or aspartic acid ester whose molecular side chain is blocked with benzyl group etc.
It can be produced by polymerizing A in an organic solvent. These synthetic polyamino acids are non-electrolytes because even if they become polymers, the molecular side chains have no charge. In the above-mentioned synthetic polyamino acid, since all amino acids other than glycine are L-forms in the amino acid raw material, each amino acid may not be represented as L-form.

【0016】絹タンパク質について、絹フィブロイン繊
維を例にとり説明する。絹フィブロイン繊維は、この繊
維をCMCなどのような水溶性樹脂で固形化した後、所望
により凍結乾燥処理し、この固形状態の繊維を粉砕し、
またはこの粉砕工程を繰り返して、粉末または微細化繊
維の形態にして用いることができる。この水溶性樹脂
は、得られた粉末を水で洗浄することにより除去できる
ものであれば特に制限はされない。また、絹フィブロイ
ン繊維の水溶液から調製される粉末状試料として用いる
こともできる。すなわち、絹フィブロイン繊維を臭化リ
チウムや塩化カルシウムなどの中性塩の濃厚水溶液に浸
漬して加熱溶解し、得られた絹フィブロイン水溶液をセ
ルロース製透析膜に入れ、純水による透析で精製の後、
風乾により濃縮して濃厚絹フィブロイン水溶液を得る。
次いで、この絹フィブロイン水溶液に酸を加えて、pH=
3〜3.5にしてゲル化させた後、約−20℃で凍結乾燥させ
てから、乳鉢で適当にすりつぶして粉末状の絹フィブロ
インを得る。この粉末状絹フィブロインは水不溶性であ
り、アミノ酸吸着材としての利用が可能である。
The silk protein will be described by taking silk fibroin fiber as an example. Silk fibroin fiber, after solidifying this fiber with a water-soluble resin such as CMC, freeze-drying treatment if desired, crushing the solid fiber,
Alternatively, this crushing step can be repeated to use in the form of powder or finely divided fibers. The water-soluble resin is not particularly limited as long as it can be removed by washing the obtained powder with water. It can also be used as a powdery sample prepared from an aqueous solution of silk fibroin fiber. That is, the silk fibroin fiber is immersed in a concentrated aqueous solution of a neutral salt such as lithium bromide or calcium chloride and heated to dissolve, and the resulting silk fibroin aqueous solution is put into a cellulose dialysis membrane and purified by dialysis with pure water. ,
Concentrate by air drying to obtain a concentrated silk fibroin aqueous solution.
Next, acid is added to this silk fibroin aqueous solution to adjust the pH =
After gelling to 3 to 3.5 and freeze-drying at about -20 ° C, it is ground appropriately in a mortar to obtain powdered silk fibroin. This powdered silk fibroin is insoluble in water and can be used as an amino acid adsorbent.

【0017】次に、動物ケラチンについて、羊毛ケラチ
ン繊維の場合を例にとり説明する。羊毛ケラチンは、以
下述べるように、ケラチン水溶液またはS−カルボキシ
メチルケラチン水溶液として利用することができる。
Next, animal keratin will be described by taking wool keratin fiber as an example. Wool keratin can be used as a keratin aqueous solution or an S-carboxymethyl keratin aqueous solution as described below.

【0018】まず、羊毛ケラチン繊維を溶解するため
に、分子間のシスチン結合をメルカプトエタノールまた
はチオグリコール酸などの還元剤を用いて窒素中で切断
し、ケラチン分子を還元して水可溶性とする。メルカプ
トエタノールを用いる場合には、尿素溶液中で還元処理
を行うとよい。尿素の濃度は、一般に7.5〜8.8mol/L、
好ましくは7.8〜8.0mol/Lである。また、チオグリコー
ル酸を用いる場合には、1〜4%のNaClを添加するとよ
い。還元剤として、例えば、メルカプトエタノールを用
いる場合、羊毛ケラチン繊維を上記濃度の尿素水溶液に
浸漬し、脱気後、窒素雰囲気下、45℃以下、望ましくは
20〜25℃の温度で、羊毛ケラチン繊維に対してメルカプ
トエタノールを加え(例えば、羊毛ケラチン繊維10gに
対してメルカプトエタノール3.5mLを加え)、さらに約3
時間攪拌する。このようにしてケラチン分子が還元さ
れ、SH基を有する羊毛ケラチンが得られる。その後、純
水を用いて透析し、尿素および過剰のメルカプトエタノ
ールを除去して、羊毛ケラチン水溶液を得る。このケラ
チン水溶液を、水溶性天然タンパク質として利用でき
る。例えば、この水溶液を風乾により濃縮して、濃縮中
に再結合する羊毛ケラチンは、ろ過によって収集し、乾
燥し、粉末状羊毛ケラチンとして利用することができ、
また、風乾により濃縮された残りの水溶液は、絹タンパ
ク質繊維の場合と同様に、凍結乾燥して粉末状羊毛ケラ
チンとして利用することができる。
First, in order to dissolve wool keratin fibers, intermolecular cystine bonds are cleaved in nitrogen using a reducing agent such as mercaptoethanol or thioglycolic acid to reduce keratin molecules to make them water-soluble. When using mercaptoethanol, it is advisable to carry out the reduction treatment in a urea solution. The concentration of urea is generally 7.5-8.8 mol / L,
It is preferably 7.8 to 8.0 mol / L. When using thioglycolic acid, it is advisable to add 1-4% NaCl. As a reducing agent, for example, when using mercaptoethanol, wool keratin fibers are immersed in an aqueous urea solution having the above concentration, and after degassing, under a nitrogen atmosphere, 45 ° C. or less, preferably
Add mercaptoethanol to wool keratin fibers at a temperature of 20 to 25 ° C (for example, add 3.5 mL of mercaptoethanol to 10 g of wool keratin fibers), and further add about 3
Stir for hours. In this way, the keratin molecule is reduced, and wool keratin having an SH group is obtained. Then, it is dialyzed with pure water to remove urea and excess mercaptoethanol to obtain an aqueous wool keratin solution. The keratin solution can be used as a water-soluble native protein. For example, the aqueous keratin is concentrated by air-drying, and the wool keratin that recombines during the concentration can be collected by filtration, dried, and utilized as a powdered wool keratin,
The remaining aqueous solution concentrated by air drying can be freeze-dried and used as powdery wool keratin as in the case of silk protein fiber.

【0019】また、上記のようにして得られたSH基を有
する羊毛ケラチンをさらにアルキル化剤、例えば(置
換)アルキルハライドなどの既知アルキル化剤と反応さ
せて、S−(置換)アルキルケラチンとすれば、この水
溶液もまた利用することができる。このアルキル化は公
知の方法に従って行えばよい。一例として、アルキル化
剤としてヨード酢酸を用いた場合について説明する。上
記の還元ケラチンに、窒素中、20〜25℃の温度で、攪拌
しながら、羊毛繊維に対してヨード酢酸(例えば、羊毛
繊維10gに対してヨード酢酸10〜17g)を加えて反応させ
る。1〜2時間後、pHをほぼ8.5に調整し、純水を用いて
透析し、過剰のヨード酢酸を除いて、S−カルボキシメ
チルケラチン水溶液を得る。このS−カルボキシメチル
ケラチン水溶液は、水溶性天然タンパク質として利用で
きる。例えば、S−カルボキシメチルケラチン水溶液
を、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリ
エチレン、ポリスチレンなどの有機高分子材料またはガ
ラスなどの無機材料のような支持体の表面上に広げ、水
分を蒸発させ、乾燥固化し、さらに所望によりエポキシ
化合物を作用させて水不溶性にし、ケラチン膜を調製す
ることができる。この支持体としては、乾燥後の膜が容
易に剥がれるものであれば、特に制限はない。また、こ
のS−カルボキシメチルケラチン水溶液は、上記と同様
にして粉末状にして用いることもできる。
Further, the wool keratin having an SH group obtained as described above is further reacted with an alkylating agent, for example, a known alkylating agent such as (substituted) alkyl halide to give S- (substituted) alkyl keratin. if it is possible to take advantage that tossed the aqueous solution. This alkylation may be performed according to a known method. As an example, the case where iodoacetic acid is used as the alkylating agent will be described. Iodine acetic acid (for example, 10 to 17 g of iodoacetic acid to 10 g of wool fiber) is added to and reacted with the above-mentioned reduced keratin in nitrogen at a temperature of 20 to 25 ° C. with stirring. After 1-2 hours, the pH is adjusted to about 8.5 and dialyzed with pure water to remove excess iodoacetic acid to obtain an S-carboxymethyl keratin aqueous solution. The S- carboxymethyl keratin solution can be used as water-soluble natural proteins. For example, S-carboxymethyl keratin aqueous solution is spread on the surface of a support such as an organic polymer material such as polyester, polyamide, polypropylene, polyethylene, polystyrene or an inorganic material such as glass, water is evaporated, and the mixture is dried and solidified. Further, if desired, an epoxy compound is allowed to act to make it insoluble in water, whereby a keratin film can be prepared. The support is not particularly limited as long as the film can be easily peeled off after drying. Further, this S-carboxymethyl keratin aqueous solution can be used in the form of powder in the same manner as above.

【0020】絹タンパク質である絹フィブロイン繊維か
ら得られる粉末状試料は、上記したように、絹フィブロ
イン繊維を中性塩水溶液で溶解し、透析膜で絹フィブロ
イン以外の低分子を除去したものを凍結乾燥させて調製
できるが、この粉末状絹フィブロインは水溶性であるの
で、また、上記したようにして得られた粉末状羊毛ケラ
チンの場合も水溶性であるので、アミノ酸吸着として
用いる際には、水不溶性にする必要がある。
As described above, the powdery sample obtained from silk fibroin fiber, which is a silk protein, is prepared by dissolving silk fibroin fiber in an aqueous solution of neutral salt and freezing low molecular weight molecules other than silk fibroin with a dialysis membrane. Although dried can be prepared, since the powdered silk fibroin is water soluble, and since it is also soluble if powdered wool keratin obtained as described above, when used as an amino acid adsorbent , Need to be water insoluble.

【0021】絹フィブロイン、絹セリシンのような絹タ
ンパク質、または羊毛ケラチンを水不溶性にするには、
化学的に分子間架橋させることにより水に対する溶解度
をコントロールすればよい。粉末状または膜状の絹フィ
ブロインを水に不溶性にするには、例えば、30〜70重量
%エタノールまたはメタノールなどのアルコールを用い
て浸漬処理する。この処理で試料分子間の凝集構造が密
になり、すなわち凝集密度が向上し、結晶性が増加して
水不溶性になる。また、絹タンパク質または羊毛ケラチ
ンを水不溶性にするには、エポキシ化合物、アルデヒド
化合物などの分子間架橋剤を用いて処理すればよい。エ
ポキシ化合物としては、エチレングリコールジグリシジ
ルエーテルなどの二官能性エポキシ化合物、その他三官
能性および多官能性エポキシ化合物などを用いることが
でき、アルデヒド化合物としては、通常、グルタルアル
デヒドまたはアセトアルデヒドを用いることができる。
To render silk fibroin, silk proteins such as silk sericin, or wool keratin water-insoluble,
The solubility in water may be controlled by chemically crosslinking the molecules. In order to make powdery or membranous silk fibroin insoluble in water, it is subjected to a dipping treatment using, for example, 30 to 70% by weight of alcohol such as ethanol or methanol. This treatment makes the aggregate structure between the sample molecules dense, that is, the aggregate density is improved, the crystallinity is increased, and the sample becomes water-insoluble. In order to render silk protein or wool keratin insoluble in water, it may be treated with an intermolecular crosslinking agent such as an epoxy compound or an aldehyde compound. As the epoxy compound, a bifunctional epoxy compound such as ethylene glycol diglycidyl ether, and other trifunctional and polyfunctional epoxy compounds can be used, and as the aldehyde compound, glutaraldehyde or acetaldehyde is usually used. it can.

【0022】また、上記粉末状絹フィブロイン、粉末状
羊毛ケラチン以外に、アミノ酸吸着材として用いること
ができるビーズ状、膜状、繊維状の天然タンパク質、お
よび以下詳細に述べる合成ポリアミノ酸からなる材料
も、アミノ酸含有水溶液と接触させてアミノ酸を吸着さ
せるためには、水不溶性でなければならない。この場合
も、粉末状絹フィブロインの場合と同様に、エポキシ化
合物やアルデヒド化合物を作用させることにより、簡単
に水不溶性にすることができる。
In addition to the above-mentioned powdery silk fibroin and powdery wool keratin, a natural protein in the form of beads, a film or a fiber which can be used as an amino acid adsorbent, and a synthetic polyamino acid described in detail below are also available. In order to adsorb an amino acid by bringing it into contact with an amino acid-containing aqueous solution, it must be water-insoluble. Also in this case, similarly to the case of powdered silk fibroin, it can be easily made water-insoluble by causing an epoxy compound or an aldehyde compound to act.

【0023】ミノ酸吸着材として利用できる合成ポリ
アミノ酸は、アミノ酸が重縮合された構造の高分子化合
物であり、末端にアミノ基および主鎖にイミノ基を持っ
ている。この合成ポリアミノ酸には、単一アミノ酸残基
からなるホモポリマー、および複数のアミノ酸残基から
なりかつこのアミノ酸残基の配列がランダムであるコポ
リマーが含まれる。ポリアミノ酸の合成は、該当するア
ミノ酸NCAを重合することで製造することもできるし、
その他の方法でアミノ酸を脱水縮合させて製造すること
もできる。ポリアミノ酸の合成で比較的簡単な方法とし
て、以下アミノ酸NCA法を中心に記述する。例えば、グ
リシン、L−アラニン、L−バリン、L−フェニルアラニ
ンなどのアミノ酸からそれぞれのアミノ酸のNCAを合成
し、次いで、有機溶剤中で重合したものがホモポリマー
(例えば、ポリグリシン、ポリアラニン、ポリバリンな
ど)である。コポリマーは2種類以上のアミノ酸NCAを
混合して重合させて得られる。
[0023] Synthetic polyamino acids which can be used as amino acid adsorbent amino acid is a polymer compound of the polycondensed structures, have imino group to an amino group and a main chain terminus. The synthetic polyamino acids include homopolymers of a single amino acid residue, and copolymers of multiple amino acid residues and the sequence of the amino acid residues is random. The polyamino acid can be synthesized by polymerizing the corresponding amino acid NCA,
It can also be produced by dehydration condensation of amino acids by other methods. A relatively simple method for synthesizing polyamino acids
Te, describing the center the following under amino acid NCA method. For example, NCA of each amino acid was synthesized from amino acids such as glycine, L-alanine, L-valine, and L-phenylalanine, and then polymerized in an organic solvent to obtain a homopolymer (for example, polyglycine, polyalanine, polyvaline). Etc.). The copolymer is obtained by mixing two or more kinds of amino acids NCA and polymerizing them.

【0024】合成ポリアミノ酸は、N−カルボキシ無水
物法(NCA法)(Leuchs, Chem. Ber. 38,852 (1906))、ア
ミノ酸どうしの脱水縮合、Merrifieldの固相法などによ
り製造できる。アミノ酸NCA法によりポリアミノ酸を合
成した。先ず、アミノ酸とホスゲン誘導体から、アミノ
酸NCAを合成する。アミノ酸NCA結晶を精製してから、こ
れをアセトニトリルやジオキサンなどの溶媒に溶かし
て、アミンあるいはナトリウムメトキシドなどの塩基を
重合開始剤として加える。水が混入しないような環境下
で反応を進めれば、平均重合度が数百の合成ポリアミノ
酸が容易に得られる。アミノ酸NCAの結晶をヘキサンや
デカンのような非溶媒に浸漬して、微量の水や塩基を加
えて、固相で重合させて得ることもできる(固相重
合)。NCA法では、他の合成法と比べると、高分子量の
合成ポリアミノ酸を短時間に大量に作ることができる。
[0024] Synthetic polyamino acids, N- carboxy anhydride method (NCA method) (Leuchs, Chem. Ber. 38,852 (1906)), dehydration condensation of amino acids to each other, Ru can be produced by such as a solid phase method of Merrifield. It was synthesized polyamino acid by amino acid NCA method. First, the amino acid NCA is synthesized from the amino acid and the phosgene derivative. After the amino acid NCA crystal is purified, it is dissolved in a solvent such as acetonitrile or dioxane, and a base such as amine or sodium methoxide is added as a polymerization initiator. By proceeding the reaction in an environment where water is not mixed, a synthetic polyamino acid having an average degree of polymerization of several hundreds can be easily obtained. It can also be obtained by immersing a crystal of amino acid NCA in a non-solvent such as hexane or decane, adding a trace amount of water or a base, and polymerizing it in the solid phase (solid phase polymerization). Compared with other synthetic methods, the NCA method can produce large amounts of high-molecular-weight synthetic polyamino acids in a short time.

【0025】上記アミノ酸の中で、例えばL−グルタミ
ン酸やL−アスパラギン酸などのように側鎖に水酸基を
もつものは、そのNCAを作る場合、水酸基をベンジル
基、メチル基、エチル基などで封鎖する必要がある。こ
れにより、ベンジル化を行えば、L−グルタミン酸は、
γ−ベンジルエステルとなり、そのNCAから作られた合
成ポリアミノ酸は、ポリ(γ−ベンジル−L−グルタメ
ート)(略称:PBLG)となる。上記した水酸基のよう
に、NCAとする際に反応の妨げとなる官能基をもつアミ
ノ酸は、それらを保護基で封鎖してから、ポリアミノ酸
とする。アミノ酸保護基としては、従来公知のもの、例
えば、カルボベンゾキシ基、フタリル基、ホルミル基、
ベンジル基、トリアルキルシリル基、アセトアセチル
基、ベンゼンスルホニル基などを用いることができる。
これらの中で最も好ましいのは、取り扱いの点から、ま
た、必要に応じてアミノ酸保護基を除去するのが容易で
あることから、ベンジル基である。
Among the above amino acids, those having a hydroxyl group in the side chain such as L-glutamic acid and L-aspartic acid are blocked with a benzyl group, a methyl group, an ethyl group or the like when the NCA is produced. There is a need to. By this, if benzylation is performed, L-glutamic acid
It becomes a γ-benzyl ester, and the synthetic polyamino acid made from its NCA becomes poly (γ-benzyl-L-glutamate) (abbreviation: PBLG). Amino acids having a functional group, such as the above-mentioned hydroxyl group, which hinders the reaction when forming NCA, are blocked with a protecting group and then made into a polyamino acid. As the amino acid protecting group, conventionally known ones, for example, carbobenzoxy group, phthalyl group, formyl group,
A benzyl group, a trialkylsilyl group, an acetoacetyl group, a benzenesulfonyl group or the like can be used.
The most preferred of these is a benzyl group from the viewpoint of handling and the fact that the amino acid protecting group can be easily removed if necessary.

【0026】アミノ酸からアミノ酸NCAを合成し、それ
を基に合成ポリアミノ酸を製造する例を説明する。ま
ず、アミノ酸NCAを合成するには、アミノ酸を乳鉢で微
粉末化し、アミノ酸を分散させる液体分散媒中に入れ
る。分散媒としては、テトラヒドロフラン(THF)、酢酸
エチル、トルエン、ジオキサンなどを利用できるが、好
ましいものは、生成するアミノ酸NCAの溶解力に優れ、
減圧蒸留で留去しやすいTHFである。アミノ酸を分散し
た分散液に、トリホスゲン、トリクロロメチルクロロホ
ルメート、ホスゲンガス、塩化チオニルなどを添加して
アミノ酸NCAを合成する。この中で、取り扱いの容易
さ、使用上の便宜さから、トリホスゲン、トリクロロメ
チルクロロホルメートを用いることが好ましい。生成し
たアミノ酸NCAは、例えばTHF溶液として得られる。この
場合、減圧蒸留によってTHFを留去して、固体のアミノ
酸NCAを得、酢酸エチルとヘキサンとの混合物から再結
晶して精製する。
An example of synthesizing an amino acid NCA from an amino acid and producing a synthetic polyamino acid based on the amino acid NCA will be described. First, in order to synthesize the amino acid NCA, the amino acid is pulverized in a mortar and placed in a liquid dispersion medium in which the amino acid is dispersed. As the dispersion medium, tetrahydrofuran (THF), ethyl acetate, toluene, dioxane and the like can be used, but a preferable one is excellent in dissolving power of the amino acid NCA to be produced,
It is THF that can be easily distilled off under reduced pressure. Amino acid NCA is synthesized by adding triphosgene, trichloromethyl chloroformate, phosgene gas, thionyl chloride, etc. to a dispersion liquid in which amino acids are dispersed. Among these, triphosgene and trichloromethyl chloroformate are preferably used from the viewpoint of easy handling and convenience in use. The generated amino acid NCA can be obtained, for example, as a THF solution. In this case, THF is distilled off by vacuum distillation to obtain solid amino acid NCA, which is purified by recrystallization from a mixture of ethyl acetate and hexane.

【0027】次に、得られたアミノ酸NCAを重合させ
る。そのための溶媒としては、アセトニトリル、酢酸エ
チル、トルエン、ジオキサンなどを利用でき、また、重
合開始剤としては、ブチルアミン、ヘキシルアミン、se
c−またはtert−ブチルアミン、トリエチルアミン、ナ
トリウムメトキシドなどの塩基を利用できる。重合開始
剤としては、水でも可能である。重合度を正確に制御で
き、取り扱いが容易なものは、ブチルアミンである。ア
ミノ酸NCA溶液に重合開始剤を加えて、温度20〜50℃で
数時間〜数週間放置することによって、ポリアミノ酸が
生成する。反応液を約10倍体積のヘキサン中に投入し、
撹拌すると、生成ポリアミノ酸が沈殿する。沈殿物をろ
過し、乾燥することにより粉末状のポリアミノ酸が得ら
れる。
Next, the obtained amino acid NCA is polymerized. As a solvent therefor, acetonitrile, ethyl acetate, toluene, dioxane, etc. can be used, and as a polymerization initiator, butylamine, hexylamine, se
Bases such as c- or tert-butylamine, triethylamine, sodium methoxide can be utilized. Water may be used as the polymerization initiator. Butylamine is one that can be precisely controlled in the degree of polymerization and is easy to handle. A polyamino acid is produced by adding a polymerization initiator to an amino acid NCA solution and allowing it to stand at a temperature of 20 to 50 ° C. for several hours to several weeks. Pour the reaction solution into about 10 times the volume of hexane,
The resulting polyamino acid precipitates upon stirring. A powdery polyamino acid is obtained by filtering the precipitate and drying it.

【0028】このようにして得られる合成ポリアミノ酸
吸着材としての特性は、アミノ酸の種類と合成ポリアミ
ノ酸の重合度で決まる。重合度は、重合開始剤とアミノ
酸NCAモノマーとのモル比、すなわち、モル比=[アミノ
酸NCAのモル数]/[重合開始剤のモル数]に密接に関係
し、重合が理想的に進むとすれば、このモル比が平均重
合度に対応する。この場合、合成ポリアミノ酸の分子量
を一定以上に上げる必要があるため、いずれの合成ポリ
アミノ酸を合成する場合もモル比をすべて200に設定し
たが、この値に限定する必要はない。但し、100以上が
好ましい。
The characteristics of the synthetic polyamino acid adsorbent thus obtained depend on the kind of amino acid and the degree of polymerization of the synthetic polyamino acid. The degree of polymerization is closely related to the molar ratio of the polymerization initiator and the amino acid NCA monomer, that is, the molar ratio = [the number of amino acid NCA] / [the number of polymerization initiator], and the ideal polymerization If so, this molar ratio corresponds to the average degree of polymerization. In this case, since it is necessary to raise the molecular weight of the synthetic polyamino acid to a certain level or higher, the molar ratios were all set to 200 when synthesizing any of the synthetic polyamino acids, but it is not necessary to limit to this value. However, 100 or more is preferable.

【0029】また、合成アミノ酸コポリマーは次のよう
にして合成できる。グリシン、アラニン、バリン、フェ
ニルアラニンなどのアミノ酸から選ばれる2種類以上の
アミノ酸NCAをアセトニトリルなどの有機溶媒中に溶解
する。例えばグリシンNCAとアラニンNCAとを用いる場合
には、グリシンNCAとアラニンNCAとを1:2のモル比でア
セトニトリルに溶解する。次に、重合開始剤のブチルア
ミンを、[グリシンNCAのモル数とアラニンNCAのモル数
との合計]/200のモル数で添加して、重合を行えば、理
論上、平均重合度=200のコポリペプチドが得られる。
上記のアミノ酸NCAから得られるコポリペプチドは、い
ずれも水不溶性のコポリマーとしてアセトニトリルなど
の有機溶媒中に沈殿して生成する。
The synthetic amino acid copolymer can be synthesized as follows. Two or more kinds of amino acids NCA selected from amino acids such as glycine, alanine, valine and phenylalanine are dissolved in an organic solvent such as acetonitrile. For example, when using glycine NCA and alanine NCA, glycine NCA and alanine NCA are dissolved in acetonitrile at a molar ratio of 1: 2. Next, butylamine as a polymerization initiator is added in a total amount of [the total number of moles of glycine NCA and the number of moles of alanine NCA] / 200 to carry out the polymerization. In theory, the average degree of polymerization = 200 A copolypeptide is obtained.
The copolypeptides obtained from the above amino acids NCA are produced as water-insoluble copolymers by precipitation in an organic solvent such as acetonitrile.

【0030】ミノ酸吸着材としては、上記したような
各種形態の天然タンパク質や合成ポリアミノ酸を利用で
きる他、シリカゲルなどのシリカ系担体その他の担体か
らなる微細粒子をこれらの天然タンパク質や合成ポリア
ミノ酸で被覆したものも同様に利用できる。その他の担
体としては、例えば、珪藻土、軽石、活性炭、活性アル
ミナなどの無機性担体微粒子でも、セルロースなどの天
然素材からなる担体微粒子でも、またはポリスチレン、
ポリメタクリル酸メチルなどの合成有機高分子の微粒子
であっても同様に利用できる。担体の形状としては、真
球状の粒子形状で、より微細のものが工業資材としては
利用価値が高い。例えば、市販のシリカゲルなどの粒状
カラム充填材を用いて、その表面に上記天然タンパク質
または合成ポリアミノ酸からなる高分子材料を被覆させ
たものを吸着材として利用することができる。すなわ
ち、粒状カラム充填材を該高分子材料の水溶液中に浸漬
し、所定時間静置した後、カラム充填材を取り出して20
〜25℃の室温で乾燥後、メタノールなどのアルコールに
浸漬して、カラム充填材の表面が高分子材料で被覆され
てなる吸着材を得ることができる。高分子材料水溶液の
濃度を適宜変えることによって、またはこの浸漬作業を
繰り返すことによって、所望の厚さを有する高分子膜で
表面が被覆された吸着材を調製できる。
[0030] A As the amino acid adsorbent, other available natural protein or a synthetic polyamino acid of various forms as described above, the silica-based carrier or other fine particles composed of carrier of the native protein and synthetic poly such as silica gel Those coated with amino acids can be used as well. As other carriers, for example, diatomaceous earth, pumice stone, activated carbon, inorganic carrier fine particles such as activated alumina, carrier fine particles made of natural materials such as cellulose, or polystyrene,
Even fine particles of synthetic organic polymer such as polymethylmethacrylate can be used in the same manner. The shape of the carrier is a spherical particle shape, and finer particles have higher utility value as an industrial material. For example, a commercially available granular column packing material such as silica gel, the surface of which is coated with a polymer material composed of the above-mentioned natural protein or synthetic polyamino acid can be used as an adsorbent. That is, the granular column packing material was immersed in an aqueous solution of the polymer material, allowed to stand for a predetermined time, and then the column packing material was taken out and
After drying at room temperature of -25 ° C, it is dipped in alcohol such as methanol to obtain an adsorbent in which the surface of the column packing material is coated with a polymer material. An adsorbent whose surface is coated with a polymer film having a desired thickness can be prepared by appropriately changing the concentration of the polymer material aqueous solution or by repeating this dipping operation.

【0031】このようにして天然タンパク質で被覆され
たカラム充填材の場合、表面に被覆された材料(例え
ば、絹タンパク質、羊毛ケラチン)は水に溶解する可能
性がある。このような絹タンパク質、羊毛ケラチンを水
不溶性にするには、上記したようなアルコールを用いる
浸漬処理、エポキシ化合物やアルデヒド化合物を用いる
処理により容易に行われ得る。
In the case of the column packing material coated with the natural protein in this manner, the material coated on the surface (eg, silk protein, wool keratin) may be dissolved in water. Water-insolubility of such silk proteins and wool keratin can be easily carried out by the above-mentioned dipping treatment using alcohol or treatment using epoxy compound or aldehyde compound.

【0032】合成ポリアミノ酸で被覆されたカラム充填
材(シリカゲル粒子)を製造する方法を次に述べる。例
えば、ジクロロ酢酸またはトリフロオロ酢酸とクロロホ
ルムの混合物(クロロホルムの含有率:30〜80%体積
比)に合成ポリアミノ酸を0.5〜2.0重量%溶解して得た
水溶液にシリカゲル粒子を投入し、粒子表面に合成ポリ
アミノ酸を付着せしめ、このシリカゲル粒子をガラスフ
ィルターで濾取した後、メタノールまたはエタノール中
に投入して、撹拌する。ろ過後、減圧乾燥することで合
成ポリアミノ酸で表面が被覆されたシリカゲル粒子を調
製できる。あるいはまた、ポリ(γ−ベンジル−L−グ
ルタメート)またはポリ(β−ベンジル−L−グルタメ
ート)などの合成ポリアミノ酸を適当な有機溶剤(例え
ば、クロロホルムやジメチルホルムアミドなど)に溶解
し、この溶液中にシリカゲル粒子などの担体を投入し、
約10分間静かに攪拌する。次に、ガラスフィルターでろ
過して取り出し、60〜80℃の乾燥器で1時間程度乾燥し
て得られる。合成ポリアミノ酸は、アミノ酸残基の種類
によっても異なるが、トリフルオロ酢酸やジクロロ酢酸
のような強酸にしか溶けない場合がある。このような場
合には、これら強酸に合成ポリアミノ酸を溶解した後、
溶解ポリマーが析出しない程度に、クロロホルムやジメ
チルホルムアミドなどを加えて希釈し、これを合成ポリ
アミノ酸溶液として用いて被覆工程を行えばよい。この
ようにして得られた粒子表面の合成ポリアミノ酸が水溶
性である場合、上記した水不溶化処理により水不溶性に
する。
A method for producing a column packing material (silica gel particles) coated with a synthetic polyamino acid will be described below. For example, silica gel particles are added to an aqueous solution obtained by dissolving 0.5 to 2.0% by weight of a synthetic polyamino acid in a mixture of dichloroacetic acid or trifluoroacetic acid and chloroform (chloroform content ratio: 30 to 80% by volume), and the silica gel particles are applied to the particle surface. A synthetic polyamino acid is adhered, and the silica gel particles are collected by filtration with a glass filter, then put into methanol or ethanol and stirred. After filtration, drying under reduced pressure makes it possible to prepare silica gel particles whose surface is coated with a synthetic polyamino acid. Alternatively, a synthetic polyamino acid such as poly (γ-benzyl-L-glutamate) or poly (β-benzyl-L-glutamate) is dissolved in a suitable organic solvent (for example, chloroform or dimethylformamide), and the solution is dissolved in this solution. Put a carrier such as silica gel particles in
Stir gently for about 10 minutes. Next, it is obtained by filtering out with a glass filter and drying for about 1 hour in a drier at 60 to 80 ° C. Synthetic polyamino acids may be soluble only in strong acids such as trifluoroacetic acid and dichloroacetic acid, depending on the types of amino acid residues. In such cases, after dissolving the synthetic polyamino acid in these strong acids,
Chloroform, dimethylformamide, etc. may be added and diluted to such an extent that the dissolved polymer does not precipitate, and this may be used as a synthetic polyamino acid solution for the coating step. When the synthetic polyamino acid on the surface of the particles thus obtained is water-soluble, it is rendered water-insoluble by the water insolubilization treatment described above.

【0033】イコから得られるタンパク質繊維または
羊毛その他の動物タンパク質繊維を一旦溶解して調製し
た水溶液から得られる粉末状試料、これらのタンパク質
繊維を切断して得られる微細繊維、または粉末状の合成
ポリアミノ酸などをアミノ酸吸着材として用いること
で、アミノ酸含有水溶液から特定のアミノ酸を吸着でき
る。天然タンパク質または合成ポリアミノ酸からなる材
料をカラムに詰めて、アミノ酸含有水溶液をカラム内に
流した場合、絹タンパク質繊維または粉末から得られる
吸着材では主にリジン、アルギニン、ヒスチジンなどの
塩基性アミノ酸が選択的に吸着され、その他の吸着材で
は、主にアスパラギン酸、グルタミン酸などの酸性アミ
ノ酸が選択的に吸着される。
The mosquitoes were once dissolved protein fibers or wool other animal protein fibers obtained from equalizing obtained from an aqueous solution which was prepared by a powder-like sample, the fine fibers obtained by cutting these protein fibers or powder synthesis, By using polyamino acid or the like as an amino acid adsorbent, a specific amino acid can be adsorbed from an amino acid-containing aqueous solution. When a material consisting of natural protein or synthetic polyamino acid is packed in a column and an amino acid-containing aqueous solution is run through the column, the adsorbent obtained from silk protein fiber or powder mainly contains basic amino acids such as lysine, arginine and histidine. It is selectively adsorbed, and with other adsorbents, mainly acidic amino acids such as aspartic acid and glutamic acid are selectively adsorbed.

【0034】アミノ酸含有水溶液とは、複数のアミノ酸
(例えば、Asn、Asp、Arg、Ala、Ile、Gly、Gln、Glu、
Cys、Ser、Tyr、Trp、Thr、Val、His、Phe、Pro、Met、
Lys、Leuなど)を含む水溶液を意味する。絹タンパク
質、羊毛、コラーゲン、毛髪、その他の天然タンパク質
を、酸あるいはアルカリ水溶液で加水分解して得られる
水溶液にはタンパク質を構成する複数のアミノ酸が含ま
れるので、これらをアミノ酸含有水溶液として利用する
こともできる。すなわち、上記複数のアミノ酸を含んで
いる、またはタンパク質を加水分解して得られるアミノ
酸含有水溶液を上記吸着材と接触させると、吸着材の種
類により、酸性アミノ酸または塩基性アミノ酸を選択的
に吸着し、回収することができる。なお、アミノ酸含有
水溶液は、所望により酸またはアルカリを加えて、所定
のpH範囲にして用いることが好ましい。
The amino acid-containing aqueous solution means a plurality of amino acids (for example, Asn, Asp, Arg, Ala, Ile, Gly, Gln, Glu,
Cys, Ser, Tyr, Trp, Thr, Val, His, Phe, Pro, Met,
Lys, Leu, etc.). Since the aqueous solution obtained by hydrolyzing silk protein, wool, collagen, hair and other natural proteins with an acid or alkaline aqueous solution contains multiple amino acids that make up the protein, use them as an amino acid-containing aqueous solution. You can also That is, when an amino acid containing aqueous solution obtained contains the plurality of amino acids, or a protein hydrolyzate is contacted with the adsorbent, the type of adsorbent selectively adsorbs an acidic amino acid or a basic amino acid , Can be collected. The amino acid-containing aqueous solution is preferably used by adding an acid or an alkali to a predetermined pH range if desired.

【0035】特定のアミノ酸を分離し、回収するには、
例えば、上記吸着材を詰めたカラムに、アミノ酸含有水
溶液(中性または酸性、例えばpH=約5.5)を所定の時
間流し、塩基性アミノ酸または酸性アミノ酸を吸着材に
吸着させる。次に、純水を流して、吸着材に付着してい
るアミノ酸を洗い流す。吸着したアミノ酸の脱離は、塩
基性アミノ酸の場合は、少量の酸性水溶液(例えば、所
定の濃度の塩酸や酢酸や有機酸などの水溶液)ですす
ぎ、吸着材に吸着されていた特定のアミノ酸を吸着材か
ら離脱させることにより行われる。また、酸性アミノ酸
の場合は、アルカリ性水溶液(例えば、所定の濃度の炭
酸ナトリウム、アンモニウムなどの水溶液)ですすぎ、
吸着されていたアミノ酸を離脱させることにより行われ
る。その結果、特定のアミノ酸を多く含む水溶液が得ら
れる。上記吸着材を詰めるカラムは長いほど、吸着は効
果的になる。また、酸またはアルカリ水溶液ですすぐこ
とで得られた、カラムに吸着した特定のアミノ酸を多く
含む水溶液を、再度、カラムを通過させることによっ
て、他のアミノ酸との分離がよくなり、最終的に得られ
る特定のアミノ酸の純度を高めることができる。この操
作によるアミノ酸の分離状態を確認するために、カラム
を通過したアミノ酸水溶液について、アミノ酸分析仕様
の液体クロマトグラフィーでチェックする。
To separate and recover a specific amino acid,
For example, a column packed with the adsorbent, the amino acid-containing aqueous solution (neutral or acidic, for example pH = about 5.5) flowed for a predetermined time, the basic amino acid or acidic amino acid is adsorbed on the adsorbent. Next, pure water is caused to flow to wash away the amino acids adhering to the adsorbent. Desorption of adsorbed amino acids can be performed by rinsing with a small amount of acidic aqueous solution (for example, aqueous solution of hydrochloric acid, acetic acid, organic acid, etc. at a specified concentration) in the case of basic amino acids, and removing specific amino acids adsorbed on the adsorbent. It is performed by detaching from the adsorbent. In the case of acidic amino acids, rinse with an alkaline aqueous solution (for example, an aqueous solution of sodium carbonate, ammonium, etc. of a specified concentration),
This is done by removing the adsorbed amino acid. As a result, an aqueous solution containing a large amount of the specific amino acid is obtained. The longer the column packed with the adsorbent, the more effective the adsorption. In addition, the aqueous solution containing a large amount of the specific amino acid adsorbed on the column, obtained by rinsing with an acid or alkaline aqueous solution, is passed through the column again to improve the separation from other amino acids and finally obtain The purity of the specific amino acid used can be increased. In order to confirm the separated state of amino acids by this operation, the amino acid aqueous solution that has passed through the column is checked by liquid chromatography according to amino acid analysis specifications.

【0036】[0036]

【実施例】以下、実施例および参考例を挙げて本発明を
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。 (1)ポリアミノ酸の合成 (イ)参考例で用いたアミノ酸は以下の通りである:L
−バリン(以下、Valと略記する。和光純薬(株)
製)、L−グリシン(以下、Glyと略記する。米山薬品工
業(株)製)、L−アラニン(以下、Alaと略記する。米
山薬品工業(株)製)、L−ロイシン(以下、Leuと略記
する。東京化成(株)製)、L−フェニルアラニン(以
下、Pheと略記する。東京化成(株)製)、L−グルタ
ミン酸エステル(以下、Gluと略記する。味の素(株)
製)、L−アスパラギン酸(以下、Aspと略記する。味の
素(株)製)。また、参考例で用いた有機溶媒は以下の
通りである:ヘキサン(和光純薬(株))製、酢酸エチ
ル(和光純薬(株)製、アセトニトリル(和光純薬
(株)製)、テトラヒドロフラン(THF)(和光純薬
(株)製)、ブチルアミン(和光純薬(株)製)。
The present invention will be described in detail below with reference to examples and reference examples , but the present invention is not limited to these examples. (1) Synthesis of polyamino acid (a) The amino acids used in the reference example are as follows: L
-Valin (hereinafter abbreviated as Val. Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
Manufactured by Yoneyama Pharmaceutical Co., Ltd., L-glycine (hereinafter abbreviated as Gly), L-alanine (hereinafter abbreviated as Ala, manufactured by Yoneyama Chemical Co., Ltd.), L-leucine (hereinafter Leu). Tokyo Kasei Co., Ltd., L-phenylalanine (hereinafter abbreviated as Phe, Tokyo Kasei Co., Ltd.), L-glutamic acid ester (hereinafter abbreviated as Glu. Ajinomoto Co., Inc.).
Manufactured by Ajinomoto Co., Inc.) and L-aspartic acid (hereinafter abbreviated as Asp). The organic solvents used in Reference Examples are as follows: hexane (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), ethyl acetate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), acetonitrile (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), tetrahydrofuran. (THF) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), butylamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).

【0037】(ロ)アミノ酸NCAの合成: 用いたアミノ酸はすべてL体である。0.1molのアミノ酸
(Gly(7.51g)、 Ala(8.50g)、Val(11.7g)、Phe(16.5
g))のいずれか、またはその混合物(総量が0.1mol)を
乳鉢で細かく粉砕し、500mLのナス型フラスコに入れ、
これに十分に脱水した200mLのTHFを加えた。この反応容
器を40〜50℃に加熱しながら、0.051molのトリクロロメ
チルクロロホルメート(6.00mL)(保土ケ谷化学製)を加
えて攪拌し、懸濁させた。トリクロロメチルクロロホル
メートの代わりに、トリホスゲン0.037mol(10.9g)を加
えても同様にアミノ酸NCAが合成できる。1〜4時間後
に、白濁したアミノ酸の懸濁液がほぼ透明になるので、
この時点を反応終了とした。減圧蒸留によりTHFを留去
し、反応液が20〜30mLになるまで濃縮した。所望によ
り、ほぼ乾固させるまで濃縮を進めることが望ましい。
濃縮液に約100mLのヘキサンを加えて、フラスコを−20
℃の冷凍庫で4〜5時間冷却すると、アミノ酸NCAの結晶
がフラスコに沈殿する。ろ過して取り出し、酢酸エチル
を溶媒、ヘキサンを沈殿剤とした再結晶操作を3〜4回繰
り返し、精製アミノ酸NCA結晶を得た。なお、Glu、Asp
は、アミノ酸側鎖の水酸基を封鎖するために、ベンジル
アルコールと塩酸の混合物と反応させて、それぞれ、γ
−ベンジル−L−グルタメート(BLG)またはβ−ベンジル
−L−アスパルテート(BLA)としてからNCAとした。ま
た、チロシンやセリンの場合は、側鎖の水酸基そのもの
をベンジル化する。
(B) Synthesis of amino acid NCA: The amino acids used are all L-forms. 0.1 mol of amino acid (Gly (7.51g), Ala (8.50g), Val (11.7g), Phe (16.5g)
g)) or its mixture (total amount 0.1 mol) is finely crushed in a mortar and placed in a 500 mL eggplant-shaped flask,
To this was added 200 mL of fully dehydrated THF. While heating this reaction vessel at 40 to 50 ° C, 0.051 mol of trichloromethyl chloroformate (6.00 mL) (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) was added and stirred to suspend. The amino acid NCA can be similarly synthesized by adding triphosgene 0.037 mol (10.9 g) instead of trichloromethyl chloroformate. After 1 to 4 hours, the cloudy amino acid suspension becomes almost transparent, so
At this point, the reaction was completed. THF was removed by distillation under reduced pressure, and the reaction solution was concentrated to 20 to 30 mL. If desired, it is desirable to proceed with the concentration until almost dryness.
Add about 100 mL of hexane to the concentrate and
After cooling in a freezer at ℃ for 4-5 hours, crystals of amino acid NCA precipitate in the flask. The crystals were taken out by filtration, and a recrystallization operation using ethyl acetate as a solvent and hexane as a precipitant was repeated 3 to 4 times to obtain purified amino acid NCA crystals. Glu, Asp
Reacts with a mixture of benzyl alcohol and hydrochloric acid to block the hydroxyl group of the amino acid side chain,
-Benzyl-L-glutamate (BLG) or β-benzyl-L-aspartate (BLA) was designated as NCA. In the case of tyrosine or serine, the side chain hydroxyl group itself is benzylated.

【0038】(ハ)アミノ酸NCAの重合: 0.1molのアミノ酸NCAを、アセトニトリルに溶解し、開
始剤として0.0005molのブチルアミンを加え、50℃で1週
間放置して反応後、反応混合物をろ過し、酢酸エチルで
洗浄、ろ過、乾燥させて、各種合成ポリアミノ酸を得
た。モノマーと開始剤との仕込み量から、平均重合度は
200と試算される。このようにしてVal、Gly、Ala、また
はPheから合成したアミノ酸NCAを重合させたところ、そ
れぞれのアミノ酸残基からなる粉末状のポリアミノ酸が
得られた。このようにして合成されたポリ(グリシ
ン)、ポリ(L-アラニン)などについて、臭化カリウム
錠剤法による赤外吸収スペクトル(IR)測定を行った(測
定機器:島津フーリエ変換赤外分光光度計8500)。得ら
れた吸収スペクトルから、ポリ(グリシン)はβ構造
に、また、ポリ(L−アラニン)はαへリックスとβ構
造の混在に基づく分子形態を取ることがわった。
(C) Polymerization of amino acid NCA: 0.1 mol of amino acid NCA was dissolved in acetonitrile, 0.0005 mol of butylamine was added as an initiator, and the mixture was allowed to stand at 50 ° C. for 1 week for reaction, and then the reaction mixture was filtered, It was washed with ethyl acetate, filtered, and dried to obtain various synthetic polyamino acids. Based on the charged amounts of the monomer and the initiator, the average degree of polymerization is
Estimated to be 200. When the amino acid NCA synthesized from Val, Gly, Ala, or Phe was polymerized in this manner, powdery polyamino acids composed of the respective amino acid residues were obtained. The infrared absorption spectrum (IR) of the poly (glycine), poly (L-alanine), etc. synthesized in this way was measured by the potassium bromide tablet method (measuring instrument: Shimadzu Fourier transform infrared spectrophotometer). 8500). From the obtained absorption spectra, it was found that poly (glycine) has a β structure and poly (L-alanine) has a molecular form based on a mixture of α helix and β structure.

【0039】(2)微細化絹フィブロイン繊維の製造 繭糸を約80℃の0.6%の炭酸ナトリウム水溶液で40分煮
沸処理して、繭糸表面を覆う絹セリシンを除去した後、
水洗して、室温で乾燥し、絹フィブロイン繊維を調製し
た。このようにして調製した絹フィブロイン繊維3.0gを
10重量%のカルボキシメチルセルロースナトリウム(CM
Cと略記、和光純薬(株)製)の水溶液25mLに浸漬し、よ
く混合してから、乾燥して固めた。このようにして得ら
れた樹脂状固形物を液体窒素中に10分間入れ、凍結し
た。凍結状態の試料を直ちに機械的な粉砕装置のミル
(山本電気(株)Y308B、回転数:21,000回/分)で微粉
末にした。得られた粉末を沸騰水で洗浄して、CMCを除
去した。次いで、ろ過し、乾燥して、微細化絹フィブロ
イン繊維を得た。走査型電子顕微鏡観察により、微細繊
維の平均繊維長160μm、繊維幅サイズ13.5μmであるこ
とが明らかとなった。なお、ハサミで0.3mm程度に切断
した絹フィブロイン繊維もアミノ酸吸着材として用いる
ことが可能である。
(2) Production of micronized silk fibroin fiber The cocoon thread was boiled for 40 minutes in a 0.6% aqueous sodium carbonate solution at about 80 ° C. to remove the silk sericin covering the surface of the cocoon thread.
It was washed with water and dried at room temperature to prepare silk fibroin fiber. 3.0 g of silk fibroin fiber prepared in this way
10% by weight sodium carboxymethylcellulose (CM
It was immersed in 25 mL of an aqueous solution of abbreviated as C and manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., thoroughly mixed, and then dried and solidified. The resinous solid thus obtained was placed in liquid nitrogen for 10 minutes and frozen. The frozen sample was immediately made into fine powder by a mechanical pulverizer mill (Y308B, Yamamoto Electric Co., Ltd., rotation speed: 21,000 times / minute). The obtained powder was washed with boiling water to remove CMC. Then, it was filtered and dried to obtain micronized silk fibroin fiber. Observation with a scanning electron microscope revealed that the fine fibers had an average fiber length of 160 μm and a fiber width size of 13.5 μm. It should be noted that silk fibroin fiber cut to about 0.3 mm with scissors can also be used as the amino acid adsorbent.

【0040】(3)平均粒径0.5〜1.0mmの粒状絹フィブ
ロインの製造 絹フィブロイン繊維(10g)を7.5mol/Lの臭化リチウム水
溶液(100mL)に溶解して得られる水溶液を、セルロース
製透析膜で透析した後、得られた水溶液を送風乾燥し
て、約1/5に濃縮した。これを−20℃で凍結乾燥して、
粉末状固体を得た。これを乳鉢で潰して、目の一辺がそ
れぞれ1.0mmおよび0.5mmの二つのステンレス製の化学フ
ルイを用いて、粒径0.5〜1.0mmの絹フィブロイン粒子を
得た。なお、臭化リチウムの代わりに塩化カルシウムを
用いても同様な粒子が得られた。
(3) Production of granular silk fibroin having an average particle diameter of 0.5 to 1.0 mm An aqueous solution obtained by dissolving silk fibroin fiber (10 g) in a 7.5 mol / L lithium bromide aqueous solution (100 mL) was dialyzed with cellulose. After dialyzing with a membrane, the resulting aqueous solution was blown dry and concentrated to about 1/5. Lyophilize this at -20 ° C,
A powdery solid was obtained. This was crushed in a mortar, and silk fibroin particles having a particle size of 0.5 to 1.0 mm were obtained by using two stainless steel chemical sieves having one side of eyes of 1.0 mm and 0.5 mm, respectively. Similar particles were obtained by using calcium chloride instead of lithium bromide.

【0041】(4)吸着材をカラムに詰める方法 所定量のアミノ酸吸着材を、乾燥状態で、ステンレスカ
ラム(ジーエルサイエン製、601−11643カラム)(内径
4.0mm×長さ150mm)に詰めた後、液体クロマト用のポン
プを利用して、水/メタノール(50/50体積%)を50kg/
cmの圧力で流し、吸着材を補充しながら、カラムに詰
めた。
(4) Method of packing the adsorbent in a column A predetermined amount of the amino acid adsorbent in a dry state is placed on a stainless steel column (601-11643 column manufactured by GL SCIEN) (inner diameter).
4.0mm x length 150mm), then use a liquid chromatography pump to add water / methanol (50/50% by volume) to 50kg /
The column was packed while flowing with a pressure of cm 2 and supplementing the adsorbent.

【0042】(5)吸着材に対するアミノ酸の吸着性能
評価 (イ) 吸着材に対するアミノ酸の吸着 吸着材へのアミノ酸吸着性能を次のようにして評価し
た。アミノ酸吸着材をステンレス製カラム(内径4.0mm
×長さ150mm)に充填した後、そのカラムに、9種類のア
ミノ酸(Ala、Val、Leu、Phe、Glu、Asp、Lys、Ser、Gl
y )の混合水溶液(原液)(pH=5.5、各アミノ酸濃
度:1.6×10−5mol/L、または8.0×10−6mol/L)を送
液ポンプで送った(流速0.2mL/分)。カラム出口からの
流出水溶液を一定時間ごとに、フラクションコレクター
(Advantec、SF-2120)で採取した。採取した各フラク
ションに含まれるアミノ酸濃度をアミノ酸分析用液体ク
ロマトグラフ装置により求めた。
(5) Evaluation of amino acid adsorption performance on adsorbent (a) Amino acid adsorption performance on adsorbent The amino acid adsorption performance on the adsorbent was evaluated as follows. Amino acid adsorbent is a stainless steel column (inner diameter 4.0 mm
× length 150 mm), and then the column was loaded with 9 amino acids (Ala, Val, Leu, Phe, Glu, Asp, Lys, Ser, Gl)
The mixed aqueous solution (stock solution) of y) (pH = 5.5, each amino acid concentration: 1.6 × 10 −5 mol / L, or 8.0 × 10 −6 mol / L) was sent by the liquid feed pump (flow rate 0.2 mL / min). . The aqueous solution flowing out from the column outlet was collected with a fraction collector (Advantec, SF-2120) at regular intervals. The amino acid concentration contained in each collected fraction was determined by a liquid chromatograph for amino acid analysis.

【0043】また、アミノ酸吸着材を三角フラスコに入
れて、これにアミノ酸含有水溶液を加え、約10分間撹拌
してから、1時間放置後、アミノ酸含有水溶液の一部を
採取して、アミノ酸分析を行い、吸着材に吸着したアミ
ノ酸の量を求めた。また、13種類のアミノ酸(Asp、Gl
n、Asn、Glu、Val、Met、Ile、Tyr、Phe、His、Lys、Tr
p、Arg)を含む水溶液(pH=5.5、各アミノ酸濃度:8.0
×10−6mol/L)を用いた場合についても、上記と同様
にしてアミノ酸の量を求めた。
Further, the amino acid adsorbent was placed in an Erlenmeyer flask, the amino acid-containing aqueous solution was added thereto, the mixture was stirred for about 10 minutes, and after leaving for 1 hour, a part of the amino acid-containing aqueous solution was sampled for amino acid analysis. The amount of amino acid adsorbed on the adsorbent was determined. In addition, 13 kinds of amino acids (Asp, Gl
n, Asn, Glu, Val, Met, Ile, Tyr, Phe, His, Lys, Tr
Aqueous solution containing p, Arg) (pH = 5.5, amino acid concentration: 8.0)
The amount of amino acid was also determined in the same manner as above when x10 -6 mol / L) was used.

【0044】(ロ)吸着材に対するアミノ酸の吸着モル
% アミノ酸吸着材を詰めたカラムに、アミノ酸濃度、Cmol
/mLのアミノ酸含有水溶液を50mL流すと、50Cmolが通過
したことになる。カラムで出口からの流出水溶液を一定
時間ごとに採取し、含まれるアミノ酸の濃度をアミノ酸
分析装置で定量した。この濃度と、それまでに流した水
溶液の体積との積からアミノ酸の流出量(モル数)を求
めた。これは、フラクションごとに求めた量の総和とな
るので、近似的な量(積分値)となる。原液に含まれた
アミノ酸のモル数から流出アミノ酸のモル数を引いた値
が、吸着材を詰めたカラムに吸着されたアミノ酸のモル
数となる。原液に含まれるアミノ酸のモル数に対する吸
着されたアミノ酸のモル数の百分率を吸着モル%とし
た。三角フラスコを用いたバッチ式吸着の場合も、同様
に求めた。
(B) Adsorption mol% of amino acid to the adsorbent The column packed with the amino acid adsorbent was charged with amino acid concentration, Cmol
When 50 mL of an amino acid-containing aqueous solution of / mL is flowed, 50 Cmol has passed. The aqueous solution flowing out from the outlet was sampled at regular intervals in the column, and the concentration of contained amino acids was quantified with an amino acid analyzer. From the product of this concentration and the volume of the aqueous solution that had flowed up to that point, the outflow amount (mol number) of the amino acid was obtained. Since this is the sum of the amounts obtained for each fraction, it is an approximate amount (integral value). The value obtained by subtracting the number of moles of outflowing amino acid from the number of moles of amino acid contained in the stock solution is the number of moles of amino acid adsorbed on the column packed with the adsorbent. The percentage of the number of moles of the adsorbed amino acid to the number of moles of the amino acid contained in the stock solution was defined as the adsorption mole%. Also in the case of batch type adsorption using an Erlenmeyer flask, the same determination was performed.

【0045】(ハ)アミノ酸分析装置 送液ポンプ(島津製作所製LC-10AS)2台、カラムオーブ
ン(島津製作所製CTO-10A)、アミノ酸分析用プレカラ
ム(島津製作所製Shim-pack ISC-30(内径4.0mm×長さ5
0mm)、アミノ酸分析用カラム(島津製作所製Shim-pack
Amino-Na(内径6.0mm×長さ100mm)、蛍光検出器(島
津製作所製RF-10AXL)からなるシステムにより、標準的
なアミノ酸分析用のグラジエント法による分析を行っ
た。溶離液として通常のアミノ酸分析用に用いられる緩
衝液A(pH=3.2:クエン酸ナトリウム、過塩素酸)と
緩衝液B(pH=10.0:クエン酸ナトリウム、ホウ酸、水
酸化ナトリウム)、洗浄液として0.2M−NaOH水溶液、反
応液として次のA液とB液とからなる反応液を使用した。
A液=次亜塩素酸ナトリウム水溶液(市販品10%有効塩
素溶液を0.3mL/Lの割合)と、B液=OPA試薬(オルトフ
ェニルフェノール(OPA)0.08%:OPA400mg、エタノール7
ml、2−メルカプトエタノール1mL、10%Brij-35溶液2m
L)とを、ホウ酸−炭酸緩衝液で500mlにした。Brij-35
は、ポリオキシエチレンラウリルエーテル10gに水100mL
を加えてつくった。ホウ酸−炭酸緩衝液は、炭酸ナトリ
ウム122.1g、ホウ酸40.7g、硫酸カリウム56.4gに、水を
加えて3Lとした。
(C) Two amino acid analyzer liquid feed pumps (LC-10AS manufactured by Shimadzu Corporation), column oven (CTO-10A manufactured by Shimadzu Corporation), precolumn for amino acid analysis (Shim-pack ISC-30 manufactured by Shimadzu Corporation (inner diameter) 4.0mm x length 5
0mm), amino acid analysis column (Shimadzu Shim-pack)
A system consisting of Amino-Na (inner diameter 6.0 mm × length 100 mm) and fluorescence detector (RF-10AXL manufactured by Shimadzu Corporation) was used for the standard gradient analysis for amino acid analysis. Buffer A (pH = 3.2: sodium citrate, perchloric acid) and buffer B (pH = 10.0: sodium citrate, boric acid, sodium hydroxide), which are used as usual eluents for amino acid analysis, and as a washing solution A 0.2M-NaOH aqueous solution was used, and a reaction solution containing the following solution A and solution B was used as the reaction solution.
Solution A = sodium hypochlorite aqueous solution (commercial product 10% effective chlorine solution 0.3 mL / L ratio) and solution B = OPA reagent (orthophenylphenol (OPA) 0.08%: OPA 400 mg, ethanol 7)
ml, 2-mercaptoethanol 1 mL, 10% Brij-35 solution 2 m
L) and were made up to 500 ml with borate-carbonate buffer. Brij-35
Is polyoxyethylene lauryl ether 10g water 100mL
I made it by adding. The boric acid-carbonate buffer solution was adjusted to 3 L by adding water to 122.1 g of sodium carbonate, 40.7 g of boric acid, and 56.4 g of potassium sulfate.

【0046】(実施例1)微細化絹フィブロイン繊維に
対するアミノ酸の吸着(カラム充填方式) 上記(2)記載の製造方法に従って得た微細化絹フィブ
ロイン繊維0.123gを、ステンレス製のカラム(内径4mm
×長さ150mm)に詰め、これにアミノ酸含有水溶液を0.2
mL/分の流速で60.5mL流した。カラムから流れ出た水溶
液(フラクション)を一定の時間ごとにとり、その中に
含まれる各アミノ酸の濃度を液体クロマトグラフィーに
より定量した。得られたアミノ酸濃度(mol/L)とその時
点までのアミノ酸含有水溶液の流量(mL)との関係を図1
(Ser、Leu、Phe、Glu、Asp、Lysの場合)と図2(Gl
y、Ala、Valの場合)に示す。また、表1に、アミノ酸
含有水溶液中の各アミノ酸濃度(原液濃度)、カラムか
らの流出量が20.5mLの時の流出水溶液中に含まれる各種
アミノ酸の濃度、および流出量20.5mlまでに吸着材に吸
着した各アミノ酸モル数の原液20.5ml中に含まれるべき
アミノ酸のモル数に対する百分率(吸着モル%)を示
す。
(Example 1) Adsorption of amino acid to micronized silk fibroin fiber (column packing method) 0.123 g of micronized silk fibroin fiber obtained according to the production method described in (2) above was added to a stainless steel column (inner diameter: 4 mm).
× length 150 mm), and then add an amino acid-containing aqueous solution to 0.2
60.5 mL was flown at a flow rate of mL / min. The aqueous solution (fraction) flowing out from the column was taken at regular intervals, and the concentration of each amino acid contained therein was quantified by liquid chromatography. Figure 1 shows the relationship between the obtained amino acid concentration (mol / L) and the flow rate (mL) of the amino acid-containing aqueous solution up to that point.
(For Ser, Leu, Phe, Glu, Asp, Lys) and Figure 2 (Gl
y, Ala, Val). Table 1 also shows the concentration of each amino acid in the amino acid-containing aqueous solution (concentration of the undiluted solution), the concentrations of various amino acids contained in the outflowing aqueous solution when the outflow amount from the column was 20.5 mL, and the adsorbent up to the outflow amount of 20.5 ml. The percentage (adsorption mole%) of the number of moles of each amino acid adsorbed on to the number of moles of the amino acid to be contained in 20.5 ml of the stock solution is shown.

【0047】(表1) (Table 1)

【0048】図1、2から、流量40mL付近までは、Lys
が優先的に吸着材に吸着する傾向が見られる。その後
は、吸着材のLys吸着力が小さくなり、一部が吸着しな
いで溶出する。他のアミノ酸では、Asp、Gluの一部が吸
着する傾向が見られる。表1の20.5mL流出時でのアミノ
酸の吸着量は、Lysが95%で圧倒的に多い。Asp、 Gluは
それぞれ27%、15%吸着した。その他のアミノ酸(Se
r、Phe、Leu、Gly、Ala、Val)は、吸着モル%が0〜5%
の範囲にある。このあと、蒸留水を流して洗浄し、洗浄
液の分析を行ったところ、Lys以外のアミノ酸は全て洗
浄液中に流出することがわかった。すなわち、微細化絹
フィブロイン繊維は、Lys(塩基性アミノ酸)を特異的
に吸着することがわかった。蒸留水による洗浄後、希塩
酸水溶液(濃度0.001mol/L)を約20mL流すことにより、
吸着したLysを容易に溶離させて、回収することができ
た。
From FIGS. 1 and 2 up to a flow rate of around 40 mL, Lys
However, there is a tendency to preferentially adsorb to the adsorbent. After that, the Lys adsorption force of the adsorbent becomes small, and a part of the adsorbent elutes without adsorbing. Other amino acids tend to adsorb some of Asp and Glu. The amount of adsorbed amino acid at the time of outflow of 20.5 mL in Table 1 was 95% for Lys, which was overwhelmingly large. Asp and Glu adsorbed 27% and 15%, respectively. Other amino acids (Se
r, Phe, Leu, Gly, Ala, Val) has an adsorption mol% of 0 to 5%.
Is in the range. After that, washing with running distilled water and analysis of the washing liquid revealed that all amino acids other than Lys flowed out into the washing liquid. That is, it was found that micronized silk fibroin fiber specifically adsorbs Lys (basic amino acid). After washing with distilled water, flow about 20 mL of dilute hydrochloric acid aqueous solution (concentration 0.001 mol / L),
The adsorbed Lys could be easily eluted and recovered.

【0049】(実施例2)微細化絹フィブロイン繊維に
対するアミノ酸の吸着(バッチ方式) 微細化絹フィブロイン繊維0.25gをAsp、Ser、Glu、Gl
y、Ala、Val、Leu、Phe、Lysの混合水溶液(いずれも濃
度は8.0×10−6mol/L、温度25℃)に入れ、10分間撹拌
した。30分静置した後、接触しているアミノ酸含有水溶
液の一部を採取して、含有アミノ酸の種類と濃度を測定
した。図3に、微細化絹フィブロイン繊維に接触する前
の各アミノ酸の濃度(すなわち、アミノ酸含有水溶液の
原液)と、接触した後の濃度を示す。Lysのみが、特異
的に吸着することがわかった。この場合、リジンの69.7
%が絹フィブロイン繊維に吸着した(以下、これを吸着
絹フィブロイン繊維と略記する)。次に、吸着絹フィブ
ロイン繊維を蒸留水50mLで洗浄して、付着しているアミ
ノ酸を洗い流した後、さらに、希塩酸水溶液(濃度0.00
1mol/L)30mlで洗浄して、吸着アミノ酸を脱離せしめ
た。この洗浄希塩酸水溶液(回収液)中のアミノ酸分析
を行い、含有アミノ酸の濃度を求めた。この濃度を図4
に示す。回収液にはほぼLysのみが含まれていた。他の
アミノ酸も微量程度含まれるが、これは、上記吸着絹フ
ィブロイン繊維に対する蒸留水による洗浄が不充分であ
ったためであり、十分に洗浄したところ、Lysのみを回
収できた。このように、微細化絹フィブロイン繊維を吸
着材として用いることでLysを分離し、回収することが
可能となった。
(Example 2) Adsorption of amino acids on micronized silk fibroin fiber (batch system) 0.25 g of micronized silk fibroin fiber was added to Asp, Ser, Glu, Gl.
The mixture was placed in a mixed aqueous solution of y, Ala, Val, Leu, Phe, and Lys (all having a concentration of 8.0 × 10 −6 mol / L and a temperature of 25 ° C.) and stirred for 10 minutes. After standing still for 30 minutes, a part of the contacting amino acid-containing aqueous solution was collected, and the type and concentration of the contained amino acid were measured. FIG. 3 shows the concentration of each amino acid before contact with the micronized silk fibroin fiber (that is, the stock solution of the amino acid-containing aqueous solution) and the concentration after contact. Only Lys was found to specifically adsorb. In this case, Lysine 69.7
% Was adsorbed on the silk fibroin fiber (hereinafter, abbreviated as adsorbed silk fibroin fiber). Next, the adsorbed silk fibroin fiber was washed with 50 mL of distilled water to wash away the adhering amino acids, and then the diluted hydrochloric acid aqueous solution (concentration 0.00
The adsorbed amino acid was desorbed by washing with 30 ml of 1 mol / L). Amino acid analysis in this washed diluted hydrochloric acid aqueous solution (recovered liquid) was performed to determine the concentration of the contained amino acids. This concentration is shown in Figure 4.
Shown in. The recovered solution contained almost only Lys. Other amino acids were also contained in trace amounts, but this was because the adsorbed silk fibroin fiber was not sufficiently washed with distilled water, and after thorough washing, only Lys could be recovered. In this way, it became possible to separate and recover Lys by using micronized silk fibroin fiber as an adsorbent.

【0050】(実施例3)絹フィブロイン被覆シリカゲ
ル粒子に対するアミノ酸の吸着 シリカゲル粒子(直径5μm:トーソー(株)製TSKゲ
ル、Silica-150)の表面に、次のようにして、絹フィブ
ロイン膜を被覆したシリカゲル粒子に対してアミノ酸を
吸着せしめた。家蚕由来の絹フィブロイン繊維5gを55℃
の7.5mol/Lの臭化リチウム水溶液50mlに入れ、20分間処
理して繊維を溶解せしめた。この水溶液をセルロース製
透析膜に入れ、10℃で24時間、純水に置換し、濃度1.3
%の絹フィブロイン水溶液を調製した。
(Example 3) Adsorption of Amino Acids on Silk Fibroin-Coated Silica Gel Particles The surface of silica gel particles (diameter 5 μm: TSK gel manufactured by Tosoh Corp., Silica-150) was coated with a silk fibroin film as follows. Amino acids were adsorbed onto the silica gel particles thus prepared. 5g of silk fibroin fiber from silkworm at 55 ℃
Was added to 50 ml of 7.5 mol / L lithium bromide aqueous solution and treated for 20 minutes to dissolve the fiber. This aqueous solution was put into a dialysis membrane made of cellulose and replaced with pure water at 10 ° C for 24 hours to obtain a concentration of 1.3.
% Silk fibroin aqueous solution was prepared.

【0051】調製した1.3%絹フィブロイン水溶液30mL
に、1gのシリカゲル粒子を入れ、室温で30分間攪拌した
後、デカンテーション法で絹フィブロイン水溶液を除去
した。次に、絹フィブロイン膜で被覆されたシリカゲル
粒子をスパーテルで取り出し、ポリエチレン膜の上にで
きるだけ平坦となるように広げた。5−6時間の風乾の
後、シリカゲル粒子を50重量%のメタノール水溶液中に
室温で30分間浸漬処理し、シリカゲル粒子表面の被覆絹
フィブロイン膜を水不溶性にして、絹フィブロイン被覆
シリカゲル粒子を調製した。
30 mL of the prepared 1.3% silk fibroin aqueous solution
1 g of silica gel particles was put in the flask and stirred at room temperature for 30 minutes, and then the silk fibroin aqueous solution was removed by decantation. Next, the silica gel particles coated with the silk fibroin film were taken out with a spatula and spread on the polyethylene film so as to be as flat as possible. After air-drying for 5-6 hours, the silica gel particles were immersed in a 50% by weight aqueous methanol solution at room temperature for 30 minutes to make the coated silk fibroin film on the surface of the silica gel particles insoluble in water to prepare silk fibroin-coated silica gel particles. .

【0052】このようにして調製した絹フィブロイン被
覆シリカゲル粒子の表面に絹フィブロインが実際に付着
しているかどうかを、赤外吸収スペクトル測定により確
認した。赤外吸収スペクトルの1650cm−1、1525cm−1
には、絹フィブロインに基づく吸収(それぞれ、アミド
(I)、アミド(II)吸収帯)が現れており、シリカゲ
ル粒子表面には絹フィブロインが薄膜状に存在している
ことが明らかとなった。走査型電子顕微鏡の観察によっ
ても、シリカゲル粒子表面に絹フィブロインに基づく付
着物が存在することが確かめられた。絹フィブロイン被
覆シリカゲル粒子1.84gをカラム(内径4mm×長さ150m
m)に詰め、実施例1と同様の方法で、アミノ酸含有水
溶液(濃度=8.00×10−6mol/L)を0.2mL/分の流速で
流した。アミノ酸含有水溶液を60.5mlになるまで流し
て、途中の各フラクション中に含まれるアミノ酸を分析
した結果、Asp、Gluのほぼ全量が吸着することがわかっ
た。表2、アミノ酸含有水溶液を20.5ml流した時点で
の、絹フィブロイン被覆シリカゲル粒子に吸着した各ア
ミノ酸量の原液中のアミノ酸量に対する百分率(吸着モ
ル%)をに示す。
Whether or not silk fibroin was actually attached to the surface of the thus-prepared silica fibroin-coated silica gel particles was confirmed by infrared absorption spectrum measurement. The infrared absorption spectrum 1650cm -1, 1525cm -1
Shows absorption due to silk fibroin (amide (I) and amide (II) absorption bands, respectively), and it was revealed that silk fibroin was present in a thin film form on the surface of the silica gel particles. Observation with a scanning electron microscope also confirmed the presence of deposits based on silk fibroin on the surface of the silica gel particles. Column of 1.84 g of silk fibroin-coated silica gel particles (inner diameter 4 mm x length 150 m
m) and filled with an amino acid-containing aqueous solution (concentration = 8.00 × 10 −6 mol / L) at a flow rate of 0.2 mL / min in the same manner as in Example 1. The amino acid-containing aqueous solution was allowed to flow to 60.5 ml, and the amino acids contained in each fraction in the middle were analyzed. As a result, it was found that almost all the amounts of Asp and Glu were adsorbed. Table 2 shows the percentage (adsorption mol%) of the amount of each amino acid adsorbed on the silk fibroin-coated silica gel particles to the amount of amino acid in the stock solution when 20.5 ml of the amino acid-containing aqueous solution was passed.

【0053】(表2) (Table 2)

【0054】表2から明らかなように、Asp、Gluは100
%吸着することがわかった。Lysは24%が吸着した。そ
の他のアミノ酸は、ほとんど吸着しなかった。次いで、
このようにしてアミノ酸が吸着された絹フィブロイン被
覆シリカゲル粒子を蒸留水100mlで数回すすいだ。Asp、
Gluは、0.1mol/Lの炭酸ナトリウム(または他のアルカ
リでもよい)水溶液を約5ml流すことにより脱離し、回
収することができた。
As is clear from Table 2, Asp and Glu are 100
% Adsorbed. Lys adsorbed 24%. Almost no other amino acids were adsorbed. Then
The silk fibroin-coated silica gel particles thus adsorbed with amino acids were rinsed several times with 100 ml of distilled water. Asp,
Glu could be recovered by desorbing about 5 ml of 0.1 mol / L sodium carbonate (or other alkali) aqueous solution.

【0055】(実施例4)絹フィブロイン粉末に対する
アミノ酸の吸着(バッチ方式) 絹フィブロイン微粉末を次の方法で製造した。家蚕由来
の絹フィブロイン繊維7.8gを4mol/Lの塩化カルシウム水
溶液(塩化カルシウム56g、水72g、エタノール46gの割
合で調製した)130mLに入れ、約70℃に加熱して溶解し
た。この水溶液中の不溶性部分を遠心分離で除去して得
られた水溶液をセルロース製透析膜に入れ、約10℃で2
日間、純水で透析した。透析膜の中の溶液を風乾して、
体積をほぼ1/5程度に濃縮した。次に、この濃縮液に塩
酸を加えてpH=3.5として、ゲル化させた。このゲル化
物を一昼夜凍結して絹フィブロイン粉末を得、この粉末
を100mLのメタノールに1時間浸漬してから乾燥した。こ
れを乳鉢で力を加減しながら粉砕し、さらに化学フルイ
を用いて、粒子径が0.2〜0.5mm程度の粒状粉末を調製
し、これをアミノ酸吸着材として用いた。このようにし
て調製した絹フィブロイン粉末0.5gをアミノ酸含有水溶
液10mL(各種アミノ酸を8.00×10-6mol/L含む)に加え
て、ビーカーの中で1時間撹拌して、アミノ酸の吸着を
行った。次に、このアミノ酸含有水溶液の一部を採取し
て、含有アミノ酸濃度を、アミノ酸分析装置によって求
めた。表3に、絹フィブロイン粉末と混合前後の各種の
アミノ酸の濃度(すなわち、吸着前のアミノ酸濃度およ
び吸着後のアミノ酸濃度)、および吸着した各アミノ酸
の吸着モル%を示す。
(Example 4) Adsorption of amino acid on silk fibroin powder (batch system) Silk fibroin fine powder was produced by the following method. 7.8 g of silk fibroin fiber derived from silkworm was placed in 130 mL of a 4 mol / L calcium chloride aqueous solution (prepared at a ratio of 56 g of calcium chloride, 72 g of water and 46 g of ethanol) and heated to about 70 ° C to dissolve it. The insoluble part in this aqueous solution was removed by centrifugation, and the resulting aqueous solution was put into a cellulose dialysis membrane and kept at about 10 ° C for 2
It was dialyzed against pure water for a day. Air dry the solution in the dialysis membrane,
The volume was concentrated to about 1/5. Next, hydrochloric acid was added to this concentrated solution to adjust the pH to 3.5, and gelled. This gel was frozen overnight to obtain silk fibroin powder, which was immersed in 100 mL of methanol for 1 hour and then dried. This was crushed in a mortar while controlling the force, and then a chemical powder was used to prepare a granular powder having a particle size of about 0.2 to 0.5 mm, which was used as an amino acid adsorbent. 0.5 g of silk fibroin powder thus prepared was added to 10 mL of an amino acid-containing aqueous solution (containing 8.00 × 10 −6 mol / L of various amino acids), and stirred in a beaker for 1 hour to adsorb the amino acid. . Next, a part of this amino acid-containing aqueous solution was sampled, and the amino acid concentration contained was determined by an amino acid analyzer. Table 3 shows the concentrations of various amino acids before and after mixing with silk fibroin powder (that is, the amino acid concentration before adsorption and the amino acid concentration after adsorption), and the adsorption mol% of each adsorbed amino acid.

【0056】(表3) (Table 3)

【0057】表3から明らかなように、塩基性アミノ酸
のLysのみが選択的に絹フィブロイン粉末に吸着したこ
とがわかる。吸着されたLysは、吸着フィブロイン粉末
をガラスフィルターにとって、純水5mLで5回すすいで、
吸着力の小さいアミノ酸を洗浄後、pH=3.0の塩酸水溶
液5mLですすぐと、全てのLysが塩酸水溶液中に脱離し、
回収することができた。
As is clear from Table 3, only the basic amino acid Lys was selectively adsorbed on the silk fibroin powder. The adsorbed Lys was rinsed 5 times with 5 mL of pure water using the adsorbed fibroin powder through a glass filter.
After washing the amino acids with low adsorptive power, rinsing with 5 mL of hydrochloric acid aqueous solution of pH = 3.0, all Lys is desorbed in the hydrochloric acid aqueous solution,
I was able to recover it.

【0058】(参考例1)羊毛ケラチン粉末に対するア
ミノ酸吸着 羊毛繊維を溶解したケラチン水溶液から次のようにして
羊毛ケラチン粉末を調製した。メリノ種羊毛(64'S)に含
まれる色素、脂肪分を、ベンゼン/エタノール(50/50
容積%)の混合溶媒を用いて、ソックスレー抽出器で6
時間処理することにより除去した。三つ口フラスコを用
意し、その一つの口には三方コックを介して乾燥窒素ボ
ンベからのゴム管を接続し、反応系のpH調節のためのpH
電極を別の口に常時挿入し、残りの口は必要な薬剤投与
用として利用する。繊維長が約1cmとなるように細断し
たメリノ種羊毛繊維8.18gを三つ口フラスコに投入し、
これに450mLの8mol/L尿素溶液を加えた。窒素ガスでパ
ージし、三つ口フラスコ内をアスピレーターで15分間45
mmHg程度に減圧し、次いで急激に大気圧に戻す操作を3
〜4回繰り返した。このようにして、三つ口フラスコ内
の羊毛繊維間に含まれる空気を完全に除去し、尿素水溶
液とケラチン分子との反応が効率的に行われるようにし
た。窒素置換が完了した後、三つ口フラスコ内に、還元
剤として、4.8mLのメルカプトエタノールを加えて、8mo
l/L尿素水溶液中で2〜3時間放置した。次いで、約100mL
の5N−KOH水溶液を微量づつ加え、三つ口フラスコ内の
混合水溶液のpHを10.5に調節した。室温で3時間かけて
羊毛繊維が完全に溶解するのを待った。このようにして
繊維状の羊毛繊維が溶解したケラチン水溶液に対し、セ
ルロース製透析膜を用い、純水で2日間透析した。透析
後、送風乾燥により濃縮し、所望により、必要量の純水
を加えて、所定濃度のケラチン水溶液を調製した。
Reference Example 1 Amino Acid Adsorption to Wool Keratin Powder Wool keratin powder was prepared as follows from an aqueous keratin solution in which wool fibers were dissolved. Pigments and fats contained in Merino wool (64'S) were converted to benzene / ethanol (50/50
6% in Soxhlet extractor with (vol%) mixed solvent
It was removed by time treatment. Prepare a three-necked flask, and connect a rubber tube from a dry nitrogen cylinder to the one port through a three-way cock to adjust the pH of the reaction system.
The electrode is always inserted in another mouth, and the remaining mouth is used for administration of the required drug. Add 8.18 g of merino wool fiber shredded to a fiber length of about 1 cm in a three-necked flask,
To this, 450 mL of 8 mol / L urea solution was added. Purge with nitrogen gas and aspirator inside the three-necked flask for 15 minutes 45
Decrease the pressure to about mmHg and then rapidly return to atmospheric pressure.
Repeated ~ 4 times. In this way, the air contained between the wool fibers in the three-necked flask was completely removed, and the reaction between the aqueous urea solution and the keratin molecule was efficiently performed. After the nitrogen replacement was completed, 4.8 mL of mercaptoethanol was added as a reducing agent into the three-necked flask, and 8mo
It was left to stand in a 1 / L urea aqueous solution for 2 to 3 hours. Then, about 100 mL
5N-KOH aqueous solution was added in small amounts, and the pH of the mixed aqueous solution in the three-necked flask was adjusted to 10.5. The wool fibers were allowed to completely dissolve at room temperature for 3 hours. Thus, the keratin aqueous solution in which the fibrous wool fibers were dissolved was dialyzed with pure water for 2 days using a cellulose dialysis membrane. After dialysis, it was concentrated by blowing air drying, and if necessary, a necessary amount of pure water was added to prepare a keratin aqueous solution having a predetermined concentration.

【0059】このようにして調製された0.01%のケラチ
ン水溶液450mLに室温で9.5gのヨード酢酸を加えて、ケ
ラチンのS−カルボキシメチル化反応を1時間行った。5N
−KOH水溶液でケラチン水溶液のpHを8.5に調整すること
によって、S−カルボキシメチルケラチン水溶液を得
た。セルロース製の透析膜を用いて、この水溶液を純水
で1日間透析した。このようにして製造されたS−カルボ
キシメチルケラチン水溶液を凍結乾燥して、粉末状のケ
ラチン試料を製造した。これを乳鉢を用いて粉末化し、
さらに化学フルイ(孔径1mmおよび0.5mmのステンレス製
フルイ)を用いて粗いものと細かいものを除き、径0.5
〜1.0mmの粒状の粉末を得た。この粉末に2%グルタルア
ルデヒド水溶液を25℃で10分間作用させ、最後に水で十
分に洗った。これを実施例4と同様の条件で遠心分離
し、乾燥させ、羊毛ケラチン粉末を調製した。得られた
羊毛ケラチン粉末を実施例1と同様の方法でカラムに詰
め、アミノ酸吸着材として用いた。所定濃度のアミノ酸
含有水溶液を所定量流して、カラムから出てくる水溶液
全体に含まれるアミノ酸を測定したところ、Asp、Gluが
優先的に吸着することがわかった。
To 450 mL of the 0.01% keratin aqueous solution thus prepared, 9.5 g of iodoacetic acid was added at room temperature to carry out the S-carboxymethylation reaction of keratin for 1 hour. 5N
An S-carboxymethyl keratin aqueous solution was obtained by adjusting the pH of the keratin aqueous solution to 8.5 with a -KOH aqueous solution. This aqueous solution was dialyzed against pure water for 1 day using a dialysis membrane made of cellulose. The S-carboxymethyl keratin aqueous solution thus produced was freeze-dried to produce a powdery keratin sample. Powderize this using a mortar,
Furthermore, a chemical sieve (stainless steel sieve with a hole diameter of 1 mm and 0.5 mm) is used to remove coarse and fine particles, and a diameter of 0.5
A granular powder of ˜1.0 mm was obtained. A 2% glutaraldehyde aqueous solution was allowed to act on this powder at 25 ° C. for 10 minutes, and finally, it was thoroughly washed with water. This was centrifuged under the same conditions as in Example 4 and dried to prepare a wool keratin powder. The obtained wool keratin powder was packed in a column in the same manner as in Example 1 and used as an amino acid adsorbent. When a predetermined amount of an amino acid-containing aqueous solution was flowed and the amount of amino acids contained in the entire aqueous solution coming out of the column was measured, it was found that Asp and Glu were preferentially adsorbed.

【0060】(参考例2)切断羊毛ケラチン繊維に対す
るアミノ酸の吸着 切断して微細化した羊毛ケラチン繊維0.246gをカラム
(内径4mm×長さ150mm)に詰め、実施例2と同様の方法
でアミノ酸含有水溶液を0.2mL/分の流速で流した。カラ
ムから流出するアミノ酸含有水溶液の合計が20.5mLにな
るまで流したときの、流出水溶液中に含まれる各種のア
ミノ酸濃度を実施例1と同様の方法で定量した。各種の
アミノ酸を含む原液の水溶液および流出水溶液に含まれ
ていたアミノ酸量、ならびにアミノ酸吸着材に吸着した
各アミノ酸の吸着モル%を求めた。微細化羊毛ケラチン
繊維へは、Asp、Gluが優先的に吸着材に吸着することが
わかった。
Reference Example 2 Adsorption of amino acids to cut wool keratin fibers 0.246 g of wool keratin fibers finely cut and cut were packed in a column (internal diameter 4 mm × length 150 mm) and amino acid-containing in the same manner as in Example 2. The aqueous solution was flown at a flow rate of 0.2 mL / min. The concentrations of various amino acids contained in the outflowing aqueous solution when the total amount of the amino acid-containing aqueous solution flowing out from the column was made to reach 20.5 mL were quantified by the same method as in Example 1. The amounts of amino acids contained in the aqueous solutions of the stock solutions containing various amino acids and the effluent solutions, and the adsorption mol% of each amino acid adsorbed on the amino acid adsorbent were determined. It was found that Asp and Glu were preferentially adsorbed to the adsorbent on the micronized wool keratin fibers.

【0061】(参考例3)ポリ(グリシン)粉末に対す
るアミノ酸の吸着 実施例1と同様に、ポリ(グリシン)粉末0.492gをカラ
ム(内径4mm×長さ150mm)に詰め、アミノ酸含有水溶液
を0.2mL/分の流速でカラムに37mL流して、途中の各フラ
クションに含まれるアミノ酸を分析した。表4に、アミ
ノ酸含有水溶液を20.5mL流した時点での、ポリ(グリシ
ン)粉末に吸着した各アミノ酸の原液中の濃度に対する
百分率(吸着モル%)を示す。
( Reference Example 3 ) Adsorption of amino acid to poly (glycine) powder As in Example 1, 0.492 g of poly (glycine) powder was packed in a column (internal diameter 4 mm x length 150 mm) and 0.2 mL of an amino acid-containing aqueous solution was packed. 37 mL was applied to the column at a flow rate of / minute to analyze the amino acids contained in each fraction in the middle. Table 4 shows the percentage (adsorption mol%) of the concentration of each amino acid adsorbed on the poly (glycine) powder in the stock solution when 20.5 mL of the amino acid-containing aqueous solution was passed.

【0062】(表4) (Table 4)

【0063】表4から明らかなように、Asp、Gluはほぼ
100%吸着することがわかった。その他のアミノ酸は、0
〜4.8%程度の吸着モル%を示した。このようにしてア
ミノ酸を吸着したポリ(グリシン)粉末を蒸留水100
mLで数回すすいだ。Asp、Gluは0.1mol/Lの炭酸ナトリ
ウム(または他のアルカリでもよい)水溶液を約5ml流
すことにより、回収することができた。
As is clear from Table 4, Asp and Glu are almost
It was found to adsorb 100%. 0 for other amino acids
The adsorption mol% was about 4.8%. The poly (glycine) powder thus adsorbed with the amino acid was added to distilled water 100
Rinse several times with mL. Asp and Glu could be recovered by flowing about 5 ml of a 0.1 mol / L sodium carbonate (or other alkali) aqueous solution.

【0064】(参考例4)ポリ(L−アラニン)粉末に
対するアミノ酸の吸着 実施例1と同様に、ポリ(L−アラニン)粉末0.396gを
カラム(内径4mm×長さ150mm)に詰め、アミノ酸含有水
溶液を0.2mL/分の流速でカラムに70mL流して、途中の各
フラクションに含まれるアミノ酸を分析した。表5に、
アミノ酸含有水溶液を20.5mL流した時点での、ポリ(L
−アラニン)粉末に吸着した各アミノ酸の原液中の濃度
に対する百分率(吸着モル%)を示す。
( Reference Example 4 ) Adsorption of amino acid to poly (L-alanine) powder As in Example 1, 0.396 g of poly (L-alanine) powder was packed in a column (internal diameter 4 mm x length 150 mm) to contain amino acid. 70 mL of the aqueous solution was passed through the column at a flow rate of 0.2 mL / min, and the amino acids contained in each fraction in the middle were analyzed. In Table 5,
At the time when 20.5 mL of the amino acid-containing aqueous solution was flown, poly (L
-Alanine) shows the percentage (adsorption mol%) of the concentration of each amino acid adsorbed on the powder in the stock solution.

【0065】(表5) (Table 5)

【0066】表5から明らかなように、Aspは65%、Glu
は59%が吸着した。その他のアミノ酸はほとんど吸着し
なかった。このようにしてアミノ酸を吸着したポリ(L
−アラニン)粉末を蒸留水100mlで数回すすいだ。Asp、
Gluは0.1mol/Lの炭酸ナトリウム(または他のアルカリ
でもよい)水溶液を約5ml流すことにより、回収するこ
とができた。
As is clear from Table 5, Asp is 65%, Glu
Adsorbed 59%. Almost no other amino acids were adsorbed. In this way, poly (L
The alanine) powder was rinsed several times with 100 ml of distilled water. Asp,
Glu could be recovered by running about 5 ml of a 0.1 mol / L sodium carbonate (or other alkali) aqueous solution.

【0067】(参考例5)ポリ(Lーバリン)粉末に対
するアミノ酸の吸着 実施例1と同様に、ポリ(L−バリン)粉末0.40gをカラ
ム(内径4mm×長さ150mm)に詰め、アミノ酸含有水溶液
を0.2mL/分の流速でカラムに70mL流して、途中の各フラ
クションに含まれるアミノ酸を分析した。表6に、アミ
ノ酸含有水溶液を20.5ml流した時点での、ポリ(L−バ
リン)粉末に吸着した各アミノ酸の原液中の濃度に対す
る百分率(吸着モル%)を示す。
( Reference Example 5 ) Adsorption of amino acid to poly (L-valine) powder As in Example 1, 0.40 g of poly (L-valine) powder was packed in a column (internal diameter 4 mm x length 150 mm) and an amino acid-containing aqueous solution was prepared. 70 mL was applied to the column at a flow rate of 0.2 mL / min, and the amino acids contained in each fraction in the middle were analyzed. Table 6 shows the percentage of each amino acid adsorbed on the poly (L-valine) powder with respect to the concentration in the stock solution (adsorption mol%) when 20.5 ml of the amino acid-containing aqueous solution was passed.

【0068】(表6) (Table 6)

【0069】表6から明らかなように、ポリ(L−バリ
ン)は、実施例3、参考例1〜4の場合と類似した吸着
材となり、Asp、Gluの特異的吸着を示した。すなわち、
Aspは44%、Gluは45%が吸着した。その他のアミノ酸は
ほとんど吸着しなかった。このようにしてアミノ酸を吸
着したポリ(L−バリン)粉末を蒸留水100mLで数回すす
いだ。Asp、Gluは0.1mol/Lの炭酸ナトリウム(または他
のアルカリでもよい)水溶液を約5mL流すことにより、
回収することができた。
As is clear from Table 6, poly (L-valine) was an adsorbent similar to those in Example 3 and Reference Examples 1 to 4 and showed specific adsorption of Asp and Glu. That is,
Asp adsorbed 44% and Glu adsorbed 45%. Almost no other amino acids were adsorbed. The poly (L-valine) powder thus adsorbing the amino acid was rinsed several times with 100 mL of distilled water. For Asp and Glu, by flowing about 5 mL of 0.1 mol / L sodium carbonate (or other alkali) aqueous solution,
I was able to recover it.

【0070】(参考例6)ポリ(L−フェニルアラニ
ン)粉末に対するアミノ酸の吸着 実施例1と同様に、ポリ(L−フェニルアラニン)粉末
0.40gをカラム(内径4mm×長さ150mm)に詰め、アミノ
酸含有水溶液をカラムに流した。カラムから流出するア
ミノ酸含有水溶液の合計が5.5mLになるまで流したとき
の流出水溶液中に含まれる各種のアミノ酸濃度を実施例
1と同様の方法で定量した。表7に、各種のアミノ酸を
含む原液の水溶液および流出水溶液に含まれていたアミ
ノ酸量、ならびにアミノ酸吸着材に吸着した各アミノ酸
の吸着モル%を示す。
Reference Example 6 Adsorption of Amino Acid on Poly (L-phenylalanine) Powder Poly (L-phenylalanine) powder was prepared in the same manner as in Example 1.
0.40 g was packed in a column (internal diameter 4 mm × length 150 mm), and the amino acid-containing aqueous solution was flown through the column. The concentrations of various amino acids contained in the outflowing aqueous solution when the total amount of the amino acid-containing aqueous solution flowing out from the column was 5.5 mL were quantified by the same method as in Example 1. Table 7 shows the amounts of amino acids contained in the aqueous solutions of the stock solutions containing various amino acids and the outflowing solution, and the adsorbed mol% of each amino acid adsorbed on the amino acid adsorbent.

【0071】(表7) (Table 7)

【0072】表7から明らかなように、Asp、Gluが他の
アミノ酸より吸着しやすいことがわかる。吸着されたAs
p、Gluは弱アルカリ性水溶液(炭酸ナトリウム水溶液)
を流すことにより、回収することができた。
As is clear from Table 7, Asp and Glu are more easily adsorbed than other amino acids. Adsorbed As
p and Glu are weakly alkaline aqueous solutions (sodium carbonate aqueous solution)
It was possible to recover by pouring.

【0073】(実施例5)微細化絹フィブロイン繊維に
対するアミノ酸の吸着 微細化絹フィブロイン繊維0.4098gをガラス管(内径6mm
×長さ20cm)に詰め、13種のアミノ酸を含むアミノ酸含
有水溶液をガラス管の上部から、圧力を加えずに、自然
に流した。ガラス管から流出するアミノ酸含有水溶液の
合計が8.0mLになるまで流したときに、流出液中に含ま
れる各種のアミノ酸濃度を実施例1と同様の方法で定量
した。表8に、各種のアミノ酸を含む原液の水溶液およ
び流出水溶液に含まれていたアミノ酸量、ならびにアミ
ノ酸吸着材に吸着した各アミノ酸の吸着モル%を示す。
( Example 5 ) Adsorption of amino acids on micronized silk fibroin fiber 0.4098 g of micronized silk fibroin fiber was placed in a glass tube (inner diameter: 6 mm).
× 20 cm in length), an amino acid-containing aqueous solution containing 13 kinds of amino acids was allowed to flow naturally from the top of the glass tube without applying pressure. The concentrations of various amino acids contained in the effluent were quantified in the same manner as in Example 1 when the total amount of the amino acid-containing aqueous solution flowing out of the glass tube was 8.0 mL. Table 8 shows the amount of amino acids contained in the stock solution containing various amino acids and the effluent solution, and the adsorption mol% of each amino acid adsorbed on the amino acid adsorbent.

【0074】(表8) (Table 8)

【0075】表8から明らかなように、塩基性アミノ酸
のLys、Argは100%吸着し、これらより塩基性の強いHis
はほぼ38%吸着した。ガラス管に蒸留水を50mL流して洗
浄後、希塩酸水溶液を5mL流すことによって、吸着され
たLys、Arg、Hisを回収することができた。これら塩基
性アミノ酸のみの混合物は、少量の弱酸を加えてHisを
塩としてから、カチオン交換樹脂を用いて、個々のアミ
ノ酸に分離し、回収することができた。
As is clear from Table 8, 100% of the basic amino acids Lys and Arg are adsorbed, and His having a stronger basicity than these.
Adsorbed almost 38%. After adsorbing 50 mL of distilled water on the glass tube and washing it, 5 mL of dilute hydrochloric acid aqueous solution was flowed to collect the adsorbed Lys, Arg, and His. A mixture of only these basic amino acids could be separated into individual amino acids using a cation exchange resin after adding a small amount of weak acid to form His as a salt, and then recovered.

【0076】(参考例7)コポリマーに対するアミノ酸
の吸着 Gly NCAとAla NCAとを1:2モル比で含むように、それぞ
れのアミノ酸NCAをアセトニトリルに溶解した。重合開
始剤にブチルアミンを用い、上記(3)のアミノ酸NCA
の重合方法の項で述べた方法に従って、30℃で1週間静
置して重合を進め、GlyとAlaとの残基からなるコポリペ
プチドを合成した。得られたコポリペプチドをアミノ酸
吸着材として用いて、上記参考例3〜6の場合と同様
に、カラムに詰め、アミノ酸含有水溶液を流した。コポ
リペプチドはAsp、Gluを特異的に吸着した。吸着された
Asp、Gluはアルカリ性水溶液(炭酸ナトリウム水溶液)
を流すことにより、回収することができた。
Reference Example 7 Adsorption of Amino Acid to Copolymer Each amino acid NCA was dissolved in acetonitrile so that Gly NCA and Ala NCA were contained in a molar ratio of 1: 2. Using butylamine as the polymerization initiator, the amino acid NCA of (3) above
According to the method described in the section "Polymerization method", the mixture was allowed to stand at 30 ° C for 1 week to proceed with the polymerization to synthesize a copolypeptide consisting of residues of Gly and Ala. The obtained copolypeptide was used as an amino acid adsorbent, and packed in a column in the same manner as in Reference Examples 3 to 6 above, and an amino acid-containing aqueous solution was run. The copolypeptide specifically adsorbed Asp and Glu. Adsorbed
Asp and Glu are alkaline aqueous solutions (sodium carbonate aqueous solution)
It was possible to recover by pouring.

【0077】(参考例8) 合成ポリアミノ酸(上記参考例4のポリ(L−アラニ
ン))の0.2gをトリフルオロ酢酸10mLに溶解し、減圧蒸
留で約1/3体積に濃縮した後、クロロホルムを10mL加え
て溶液とした。不溶解物をガラスフィルターで濾過して
除いた後、これにシリカゲル粒子を入れて攪拌した。こ
れらの粒子をメタノールまたはエタノール中に分散し
て、撹拌した。粒子の表面に合成ポリアミノ酸が付着し
た。この粒子を減圧乾燥して、ポリ(L−アラニン)で
表面が被覆されたシリカゲル粒子を調製した。このシリ
カゲル粒子を上記参考例3〜6の場合と同様に、カラム
に詰め、各種のアミノ酸を含むアミノ酸混合水溶液を流
した。シリカゲル粒子は、Asp、Gluを特異的に吸着し
た。吸着されたAsp、Gluは、アルカリ性水溶液(炭酸ナ
トリウム水溶液)を流すことにより回収することができ
た。
Reference Example 8 0.2 g of the synthetic polyamino acid (poly (L-alanine) of Reference Example 4 above) was dissolved in 10 mL of trifluoroacetic acid and concentrated under reduced pressure distillation to about 1/3 volume, followed by chloroform. Was added to give a solution. The insoluble matter was filtered off with a glass filter, and silica gel particles were put into this and stirred. These particles were dispersed in methanol or ethanol and stirred. The synthetic polyamino acid was attached to the surface of the particles. The particles were dried under reduced pressure to prepare silica gel particles whose surfaces were coated with poly (L-alanine). The silica gel particles were packed in a column in the same manner as in Reference Examples 3 to 6 above, and an amino acid mixed aqueous solution containing various amino acids was run. The silica gel particles specifically adsorbed Asp and Glu. The adsorbed Asp and Glu could be recovered by flowing an alkaline aqueous solution (sodium carbonate aqueous solution).

【0078】[0078]

【発明の効果】本発明によれば、絹タンパク質および
絹タンパク質で表面が被覆された担体微細粒子をアミノ
酸吸着材として用いることにより、特定のアミノ酸を吸
着し、回収することができる。この吸着材により、リジ
ン、アルギニン、ヒスチジンなどの塩基性アミノ酸を選
択的に吸着できると共に、アスパラギン酸、グルタミン
酸などの酸性アミノ酸も選択的に吸着することができ
る。本発明のアミノ酸吸着材の形態としては、粉末状、
ビーズ状、繊維状、膜状などのいずれのものも利用でき
る。微細に切断した絹フィブロイン繊維または粉末状の
絹フィブロイン試料をカラムに充填して、アミノ酸含有
水溶液を流すと、塩基性アミノ酸が効率よく吸着でき
る。その後、希塩酸水溶液で洗浄すると、吸着された塩
基性アミノ酸を選択的に脱離させ、回収することができ
る。カラムではなく、適当な容器に吸着材を入れ、この
中にアミノ酸含有水溶液を加えて撹拌するだけでも、吸
着材に特定のアミノ酸が効果的に吸着し、回収が可能と
なる。
Effects of the Invention According to the present invention, the silk protein and the
By using the carrier fine particles whose surface is coated with silk protein as an amino acid adsorbent, a specific amino acid can be adsorbed and recovered. With this adsorbent,
Basic amino acids such as amino acid, arginine and histidine
Can selectively adsorb, aspartic acid, glutamine
Can also selectively adsorb acidic amino acids such as acids
It The form of the amino acid adsorbent of the present invention is powder,
Any of beads, fibers, films and the like can be used. Basic amino acids can be efficiently adsorbed by filling a column with finely cut silk fibroin fibers or powdered silk fibroin sample and flowing an amino acid-containing aqueous solution. Then, by washing with a dilute aqueous hydrochloric acid solution, the adsorbed basic amino acid can be selectively desorbed and recovered. A specific amino acid is effectively adsorbed to the adsorbent and can be recovered by simply placing the adsorbent in an appropriate container instead of the column, adding the amino acid-containing aqueous solution into the adsorbent, and stirring.

【0079】本発明では、グリシン、アラニンのアミノ
酸残基およびセリン、チロシンなどの側鎖の長いアミノ
酸残基を多量に含んだ絹タンパク質を吸着材として用い
るため、例えばカラムにアミノ酸含有水溶液を流すと、
絹タンパク質を用いた場合には塩基性アミノ酸と共に、
酸性アミノ酸も特異的に吸着し、さらに回収することが
できる。本発明における絹タンパク質は、上記形態であ
ってもよいし、これを既知カラム充填用の充填剤の表面
に被覆し、水不溶性にしたものであってもよい。本発明
では、絹タンパク質などの材料自体に特定のアミノ酸を
吸着する機能があるため、一般的なカラム充填剤のよう
に粒度を厳密に揃える必要性は少なく、カラムへの充填
方法も厳密度が要求されるものではないという優れた利
点がある。また、本発明の吸着材は低価格で製造できる
という利点もある。
[0079] In the present invention, flow glycine, amino acid residues and serine alanine, for use as an adsorbent a large amount inclusive silk protein long amino acid residue side chain, such as tyrosine, an amino acid-containing aqueous solution such as column When,
When using silk protein, together with basic amino acids ,
Acidic amino acids can also be specifically adsorbed and further recovered. The silk protein according to the present invention may be in the above-mentioned form, or may be water-insoluble obtained by coating the surface of a packing material for packing a known column with the silk protein . In the present invention, since the material itself such as silk protein has a function of adsorbing a specific amino acid, it is not necessary to strictly align the particle sizes as in a general column packing material, and the packing method for a column is also strict. It has the great advantage that it is not required. Further, the adsorbent of the present invention has an advantage that it can be manufactured at low cost.

【0080】本発明の吸着材を充填したカラムに、羊
毛、コラーゲン、毛髪、絹タンパク質などの天然タンパ
ク質材料を加水分解することで得られる各種のアミノ酸
を含む水溶液を流すと、塩基性アミノ酸や酸性アミノ酸
を効率よく吸着し、さらに回収することができる。従っ
て、本発明の吸着材は、物質混合系から特定のアミノ酸
を分離するための分離材料として、化学工業や食品工業
プロセスなどにおいて利用できると共に、材料科学やバ
イオテクノロジーなどの最先端の科学においても広く利
用できる。
When a column filled with the adsorbent of the present invention is flowed with an aqueous solution containing various amino acids obtained by hydrolyzing natural protein materials such as wool, collagen, hair and silk protein, basic amino acids and acidic amino acids are obtained. Amino acids can be efficiently adsorbed and further recovered. Therefore, the adsorbent of the present invention can be used as a separation material for separating a specific amino acid from a substance mixture system in the chemical industry, the food industry process, etc., and also in the latest science such as material science and biotechnology. Widely available.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 アミノ酸含有水溶液の流量(mL)と流出水溶液
中のアミノ酸濃度(mol/L)との関係を示すグラフ。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the flow rate (mL) of an amino acid-containing aqueous solution and the amino acid concentration (mol / L) in the effluent aqueous solution.

【図2】 アミノ酸含有水溶液の流量(mL)と流出水溶液
中のアミノ酸濃度(mol/L)との関係を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the flow rate (mL) of an amino acid-containing aqueous solution and the amino acid concentration (mol / L) in the effluent aqueous solution.

【図3】 微細化絹フィブロイン繊維に接触する前の各
アミノ酸濃度と、接触した後のアミノ酸濃度とを示すグ
ラフ。
FIG. 3 is a graph showing the concentration of each amino acid before contact with the micronized silk fibroin fiber and the concentration of amino acid after contact.

【図4】 回収液中の各アミノ酸濃度を示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing the concentration of each amino acid in the recovered liquid.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C07C 227/40 C07C 227/40 229/06 229/06 229/24 229/24 229/26 229/26 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 20/00 - 20/34 Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C07C 227/40 C07C 227/40 229/06 229/06 229/24 229/24 229/26 229/26 (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B01J 20/00-20/34

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 絹タンパク質または該絹タンパク質で表
面が被覆された担体微細粒子からなり、複数のアミノ酸
を含有する水溶液中に存在する主としてリジン、アルギ
ニンおよびヒスチジンからなる塩基性アミノ酸や、主と
してアスパラギン酸およびグルタミン酸からなる酸性ア
ミノ酸を選択的に吸着するためのアミノ酸吸着材。
1. A plurality of amino acids comprising a silk protein or carrier fine particles whose surface is coated with the silk protein.
Existing in an aqueous solution containing
Basic amino acids consisting of nin and histidine, and mainly
Then, an acidic acid consisting of aspartic acid and glutamic acid
An amino acid adsorbent for selectively adsorbing mino acids .
【請求項2】 前記絹タンパク質が、粉末状、ビーズ
状、膜状、繊維状、または液体状であることを特徴とす
る請求項1記載のアミノ酸吸着材。
2. The amino acid adsorbent according to claim 1, wherein the silk protein is in a powder form, a bead form, a film form, a fibrous form, or a liquid form.
【請求項3】 前記絹タンパク質が、絹タンパク質を水
溶性樹脂で被覆し、固形化した後、乾燥または凍結固化
し、乾燥または凍結固化状態の絹タンパク質を粉砕して
調製した粉末もしくは微細化繊維であることを特徴とす
る請求項1記載のアミノ酸吸着材。
3. A powder or micronized fiber prepared by coating silk protein with a water-soluble resin, solidifying, and then drying or freeze-solidifying, and crushing the silk protein in a dried or freeze-solidified state. The amino acid adsorbent according to claim 1, wherein
【請求項4】 前記絹タンパク質が、絹フィブロイン繊
維を中性塩水溶液に浸漬して加熱溶解して調製した絹フ
ィブロイン水溶液を純水により透析して得られた絹フィ
ブロイン水溶液に酸を加え、pH=3〜3.5にしてゲル化さ
せた後、凍結乾燥させ、粉末状にした絹タンパク質、ま
たは絹糸腺内の液体状の絹タンパク質であることを特徴
とする請求項1記載のアミノ酸吸着材。
4. The silk protein is silk fibroin fiber.
Silk fibers prepared by immersing fiber in a neutral salt solution and heating it to dissolve
Silk fibroin aqueous solution dialyzed against pure water
Add acid to the aqueous broin solution to adjust the pH to 3 to 3.5 and gel
After freeze-drying, freeze-dried powdered silk protein,
Or silk proteins in the silk gland
The amino acid adsorbent according to claim 1 .
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のアミノ
酸吸着材に対して複数のアミノ酸を含有する水溶液を接
触させ、該アミノ酸含有水溶液中に存在する主としてリ
ジン、アルギニンおよびヒスチジンからなる塩基性アミ
ノ酸や、主としてアスパラギン酸およびグルタミン酸か
らなる酸性アミノ酸を該吸着材に選択的に吸着せしめ、
次いで、該吸着材を水洗した後、酸性水溶液を用いて主
としてリジン、アルギニンおよびヒスチジンからなる塩
基性アミノ酸を該吸着材から脱離させて回収し、また、
アルカリ性水溶液を用いて主としてアスパラギン酸およ
びグルタミン酸からなる酸性アミノ酸を該吸着材から脱
離させて回収することを特徴とする特定のアミノ酸の回
収方法。
5. The amino according to any one of claims 1 to 4.
Contact an acid adsorbent with an aqueous solution containing multiple amino acids.
The amino acid-containing aqueous solution containing the
A basic amino acid consisting of gin, arginine and histidine
Acid, mainly aspartic acid and glutamic acid?
Selectively adsorbing the acidic amino acid consisting of
Then, after washing the adsorbent with water, an acidic aqueous solution is used to
As a salt consisting of lysine, arginine and histidine
The basic amino acid is desorbed from the adsorbent and recovered, and
Aspartic acid and
Acid amino acid consisting of bismuth and glutamic acid is removed from the adsorbent.
A specific amino acid cycle characterized by being separated and recovered
Collection method.
【請求項6】 前記酸性水溶液のpHが1.0〜4.0であり、
また、アルカリ性水溶液pHが7.5〜13.0であることを特
徴とする請求項5記載の特定のアミノ酸の回収方法。
6. The pH of the acidic aqueous solution is 1.0 to 4.0,
Also, the pH of the alkaline aqueous solution is 7.5 to 13.0.
The method for recovering a specific amino acid according to claim 5, which is used as a characteristic.
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